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老规矩 上概念:

java NIO模型:非阻塞IO 它是一种同步非阻塞IO模型 也是IO多路复用的基础,已经越来越多的用到大型互联网应用中,成功解决了高并发与大量链接 IO处理问题的有效方式
NIO是一种基于通道和缓冲区的IO方式 他可以使用native函数库直接分配堆外内存(区别于jvm的运行时数据区),然后通过一个储存在jjava堆中的DirectByteBuffer 对象作为这块内存的直接引用操作 这样对一些场景显著提升了性能, 因为避免了java堆和Native堆中来回复制数据

javaNIO组件

  1. buffer 缓冲区 适用于存储特定基本类型的数据的容器 除了boolean外 其余每种基本类型都有对应的buffer类 , buffer的子类有 ByteBuffer,CharBuffer,DubbleBuffer,FloatBuffer,LongBuffer,ShortBuffer
  2. channel 通道 表示到实体 如硬件设备 文件 网络套接字 或可以执行一个或多个的不同的IO操作的程序组件的开放链接 Channel接口的常用实现类如 FileChannel(对应文件io),DatagramChannel(对应UDP),SocetChannel 和ServerSocketChannel(对应Tcp的客户端和服务端操作)。 Channel和IO中的steam (流)差不多一个等级 只不过Stream是单向的 如inputstream 和outputStream 而Channel是双向的 即可以用来读操作 又可以用来写操作
  3. Selector 选择器 用于监听多个通道的事件 (比如:链接打开,数据到达)。因此 ,单个的线程可以监听多个数据通道。 即用选择器借助单一线程就可以对数据量庞大活动IO通道实施监控和维护

基本介绍:
基于阻塞式I/O的多线程模型(例如BIO )中,Server为每个Client连接创建一个处理线程,每个处理线程阻塞式等待可能达到的数据,一旦数据到达,则立即处理请求、返回处理结果并再次进入等待状态。由于每个Client连接有一个单独的处理线程为其服务,因此可保证良好的响应时间。但当系统负载增大(并发请求增多)时,Server端需要的线程数会增加,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,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。

传统的IO处理方式,一个线程处理一个网络连接 例如BIO
NIO处理方式,一个线程可以管理过个网络连接

重点介绍 NIO服务器端如何实现非阻塞?

服务器上所有Channel需要向Selector注册,而Selector则负责监视这些Socket的IO状态(观察者),当其中任意一个或者多个Channel具有可用的IO操作时,该Selector的select()方法将会返回大于0的整数,该整数值就表示该Selector上有多少个Channel具有可用的IO操作,并提供了selectedKeys()方法来返回这些Channel对应的SelectionKey集合(一个SelectionKey对应一个就绪的通道)。正是通过Selector,使得服务器端只需要不断地调用Selector实例的select()方法即可知道当前所有Channel是否有需要处理的IO操作。注:java NIO就是多路复用IO,jdk7之后底层是epoll模型。

特殊点:

写就绪相对有一点特殊,一般来说,你不应该注册写事件。写操作的就绪条件为底层缓冲区有空闲空间,而写缓冲区绝大部分时间都是有空闲空间的,所以当你注册写事件后,写操作一直是就绪的,选择处理线程全占用整个CPU资源。所以,只有当你确实有数据要写时再注册写操作,并在写完以后马上取消注册。