Java NIO 由以下几个核心部分组成：

  • Channels
  • Buffers
  • Selectors

虽然Java NIO 中除此之外还有很多类和组件，但在我看来，Channel，Buffer 和 Selector 构成了核心的API。其它组件，如Pipe和FileLock，只不过是与三个核心组件共同使用的工具类。因此，在概述中我将集中在这三个组件上。其它组件会在单独的章节中讲到。


Channel 和 Buffer

基本上，所有的 IO 在NIO 中都从一个Channel 开始。Channel 有点象流。 数据可以从Channel读到Buffer中，也可以从Buffer 写到Channel中。这里有个图示：


Java NIO系列教程（一） Java NIO 概述 Channel_java

Channel和Buffer有好几种类型。下面是JAVA NIO中的一些主要Channel的实现：

  • FileChannel
  • DatagramChannel
  • SocketChannel
  • ServerSocketChannel

正如你所看到的，这些通道涵盖了UDP 和 TCP 网络IO，以及文件IO。

与这些类一起的有一些有趣的接口，但为简单起见，我尽量在概述中不提到它们。本教程其它章节与它们相关的地方我会进行解释。

以下是Java NIO里关键的Buffer实现：

  • ByteBuffer
  • CharBuffer
  • DoubleBuffer
  • FloatBuffer
  • IntBuffer
  • LongBuffer
  • ShortBuffer

这些Buffer覆盖了你能通过IO发送的基本数据类型：byte, short, int, long, float, double 和 char。

Java NIO 还有个 MappedByteBuffer，用于表示内存映射文件， 我也不打算在概述中说明。

Selector

Selector允许单线程处理多个 Channel。如果你的应用打开了多个连接（通道），但每个连接的流量都很低，使用Selector就会很方便。例如，在一个聊天服务器中。

这是在一个单线程中使用一个Selector处理3个Channel的图示：


Java NIO系列教程（一） Java NIO 概述 Channel_nio_02

要使用Selector，得向Selector注册Channel，然后调用它的select()方法。这个方法会一直阻塞到某个注册的通道有事件就绪。一旦这个方法返回，线程就可以处理这些事件，事件的例子有如新连接进来，数据接收等。

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。如下图所示：


Java NIO系列教程（一） Java NIO 概述 Channel_nio_03


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。

基本的 Channel 示例

下面是一个使用FileChannel读取数据到Buffer中的示例：


​​01​​

​​RandomAccessFile aFile = ​​​​new​​​ ​​RandomAccessFile(​​​​"data/nio-data.txt"​​​​, ​​​​"rw"​​​​);​​



​​02​​

​​FileChannel inChannel = aFile.getChannel();​​



​​03​​

 



​​04​​

​​ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(​​​​48​​​​);​​



​​05​​

 



​​06​​

​​int​​​ ​​bytesRead = inChannel.read(buf);​​



​​07​​

​​while​​​ ​​(bytesRead != -​​​​1​​​​) {​​



​​08​​

 



​​09​​

​​System.out.println(​​​​"Read "​​​ ​​+ bytesRead);​​



​​10​​

​​buf.flip();​​



​​11​​

 



​​12​​

​​while​​​​(buf.hasRemaining()){​​



​​13​​

​​System.out.print((​​​​char​​​​) buf.get());​​



​​14​​

​​}​​



​​15​​

 



​​16​​

​​buf.clear();​​



​​17​​

​​bytesRead = inChannel.read(buf);​​



​​18​​

​​}​​



​​19​​

​​aFile.close();​​


注意 buf.flip() 的调用，首先读取数据到Buffer，然后反转Buffer,接着再从Buffer中读取数据。下一节会深入讲解Buffer的更多细节。

本文转载自并发编程网 ifeve.com