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在JDK1.4以前，I/O输入输出处理，我们把它称为旧I/O处理，在JDK1.4开始，java提供了一系列改进的输入/输出新特性，这些功能被称为新I/O（NEW I/O），新添了许多用于处理输入/输出的类，这些类都被放在java.nio包及子包下，并且对原java.io包中的很多类以NIO为基础进行了改写，新添了满足新I/O的功能。
Java NIO和IO的主要区别
| IO | NIO |
面向流 |
面向缓冲 |
阻塞IO |
非阻塞IO |
无 |
选择器 |
面向缓冲(Buffer)
在整个Java的心I/O中，所以操作都是以缓冲区进行的，使操作的性能大大提高。
操作
在Buffer中存在一系列的状态变量，这状态变量随着写入或读取都可能会被概念，在缓冲区开元使用是三个值表示缓冲区的状态。
- position：表示下个缓冲区读取或写入的操作指针，没向缓冲区中华写入数据的时候 此指针就会改变，指针永远放在写入的最后一个元素之后。即：如果写入了4个位置的数据，则posotion会指向第5个位置。
- Limit：表示还有多少数据可以存储或读取，position<=limit
- capacity：表示缓冲区的最大容量，limit<=capacity,此值在分配缓冲区时被设置。一般不改变。
创建缓冲区：
import java.nio.IntBuffer ; public class IntBufferDemo{ public static void main(String args[]){ IntBuffer buf = IntBuffer.allocate(10) ; // 准备出10个大小的缓冲区 System.out.print("1、写入数据之前的position、limit和capacity：") ; System.out.println("position = " + buf.position() + "，limit = " + buf.limit() + "，capacty = " + buf.capacity()) ; int temp[] = {5,7,9} ;// 定义一个int数组 buf.put(3) ; // 设置一个数据 buf.put(temp) ; // 此时已经存放了四个记录 System.out.print("2、写入数据之后的position、limit和capacity：") ; System.out.println("position = " + buf.position() + "，limit = " + buf.limit() + "，capacty = " + buf.capacity()) ; buf.flip() ; // 重设缓冲区 // postion = 0 ,limit = 原本position System.out.print("3、准备输出数据时的position、limit和capacity：") ; System.out.println("position = " + buf.position() + "，limit = " + buf.limit() + "，capacty = " + buf.capacity()) ; System.out.print("缓冲区中的内容：") ; while(buf.hasRemaining()){ int x = buf.get() ; System.out.print(x + "、") ; } } }
如果创建了缓冲区，则JVM可直接对其执行本机的IO操作
import java.nio.ByteBuffer ; public class ByteBufferDemo{ public static void main(String args[]){ ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(10) ; // 准备出10个大小的缓冲区 byte temp[] = {1,3,5,7,9} ; // 设置内容 buf.put(temp) ; // 设置一组内容 buf.flip() ; System.out.print("主缓冲区中的内容：") ; while(buf.hasRemaining()){ int x = buf.get() ; System.out.print(x + "、") ; } } }
通道(Channel)
Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。 线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道（channel）。
Java NIO的通道类似流，但又有些不同：
- 既可以从通道中读取数据，又可以写数据到通道。但流的读写通常是单向的。
- 通道可以异步地读写。
- 通道中的数据总是要先读到一个Buffer，或者总是要从一个Buffer中写入。
正如上面所说，从通道读取数据到缓冲区，从缓冲区写入数据到通道。
Channel的实现
这些是Java NIO中最重要的通道的实现：
- FileChannel
- DatagramChannel
- SocketChannel
- ServerSocketChannel
FileChannel 从文件中读写数据。
DatagramChannel 能通过UDP读写网络中的数据。
SocketChannel 能通过TCP读写网络中的数据。
ServerSocketChannel可以监听新进来的TCP连接，像Web服务器那样。对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。
通过通道可以完成双向的输入和输出操作。在通道还有一种方式称为内存映射
几种读入的方式的比较
RandomAccessFile 较慢
FileInputStream 较慢
缓冲读取 速度较快
内存映射 速度最快
FileChannel内存映射实例
import java.nio.ByteBuffer ; import java.nio.MappedByteBuffer ; import java.nio.channels.FileChannel ; import java.io.File ; import java.io.FileOutputStream ; import java.io.FileInputStream ; public class FileChannelDemo03{ public static void main(String args[]) throws Exception{ File file = new File("d:" + File.separator + "oumyye.txt") ; FileInputStream input = null ; input = new FileInputStream(file) ; FileChannel fin = null ; // 定义输入的通道 fin = input.getChannel() ; // 得到输入的通道 MappedByteBuffer mbb = null ; mbb = fin.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY,0,file.length()) ; byte data[] = new byte[(int)file.length()] ; // 开辟空间接收内容 int foot = 0 ; while(mbb.hasRemaining()){ data[foot++] = mbb.get() ; // 读取数据 } System.out.println(new String(data)) ; // 输出内容 fin.close() ; input.close() ; } }
操作以上代码的时候，执行的是写入操作则可能是非常危险的，因为仅仅只是改变数组中的单个元素这种简单的操作，就可能直接修改磁盘上的文件，因为修改数据与数据保存在磁盘上是一样的。
选择器（Selectors）
Selector（选择器）是Java NIO中能够检测一到多个NIO通道，并能够知晓通道是否为诸如读写事件做好准备的组件。这样，一个单独的线程可以管理多个channel，从而管理多个网络连接。
为什么使用Selector?
仅用单个线程来处理多个Channels的好处是，只需要更少的线程来处理通道。事实上，可以只用一个线程处理所有的通道。对于操作系统来说，线程之间上下文切换的开销很大，而且每个线程都要占用系统的一些资源（如内存）。因此，使用的线程越少越好。
但是，需要记住，现代的操作系统和CPU在多任务方面表现的越来越好，所以多线程的开销随着时间的推移，变得越来越小了。实际上，如果一个CPU有多个内核，不使用多任务可能是在浪费CPU能力。不管怎么说，关于那种设计的讨论应该放在另一篇不同的文章中。在这里，只要知道使用Selector能够处理多个通道就足够了。
要点
使用Selector可以构建一个非阻塞的网络服务。
在新IO实现网络程序需要依靠ServerSocketChannel类与SocketChannel
Selector实例
下面使用Selector完成一个简单的服务器的操作，服务器可以同时在多个端口进行监听，此服务器的主要功能是返回当前时间。
import java.net.InetSocketAddress ; import java.net.ServerSocket ; import java.util.Set ; import java.util.Iterator ; import java.util.Date ; import java.nio.channels.ServerSocketChannel ; import java.nio.ByteBuffer ; import java.nio.channels.SocketChannel ; import java.nio.channels.Selector ; import java.nio.channels.SelectionKey ; public class DateServer{ public static void main(String args[]) throws Exception { int ports[] = {8000,8001,8002,8003,8005,8006} ; // 表示五个监听端口 Selector selector = Selector.open() ; // 通过open()方法找到Selector for(int i=0;i<ports.length;i++){ ServerSocketChannel initSer = null ; initSer = ServerSocketChannel.open() ; // 打开服务器的通道 initSer.configureBlocking(false) ; // 服务器配置为非阻塞 ServerSocket initSock = initSer.socket() ; InetSocketAddress address = null ; address = new InetSocketAddress(ports[i]) ; // 实例化绑定地址 initSock.bind(address) ; // 进行服务的绑定 initSer.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT) ; // 等待连接 System.out.println("服务器运行，在" + ports[i] + "端口监听。") ; } // 要接收全部生成的key，并通过连接进行判断是否获取客户端的输出 int keysAdd = 0 ; while((keysAdd=selector.select())>0){ // 选择一组键，并且相应的通道已经准备就绪 Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys() ;// 取出全部生成的key Iterator<SelectionKey> iter = selectedKeys.iterator() ; while(iter.hasNext()){ SelectionKey key = iter.next() ; // 取出每一个key if(key.isAcceptable()){ ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel)key.channel() ; SocketChannel client = server.accept() ; // 接收新连接 client.configureBlocking(false) ;// 配置为非阻塞 ByteBuffer outBuf = ByteBuffer.allocateDirect(1024) ; // outBuf.put(("当前的时间为：" + new Date()).getBytes()) ; // 向缓冲区中设置内容 outBuf.flip() ; client.write(outBuf) ; // 输出内容 client.close() ; // 关闭 } } selectedKeys.clear() ; // 清楚全部的key } } }
服务器完成之后可以使用Telnet命令完成，这样就完成了一个一部的操作服务器。
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