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一、基本概念
Blocking IO VS NonBlocking IO
阻塞IO：线程会一直等待/阻塞直到IO操作完成，比如准备读取10个字节的数据，但是现在只读了8个，那么当前线程会一直等下去，直到读取到剩下的2个字节的数据。这是普通IO的线程模型：
非阻塞IO：在进行IO操作时线程并不会阻塞（等待），一次只读取能读取的数据，读完立刻返回，然后线程会去继续处理其他事情。等下次可读的时候被唤醒，再来读取数据。这是NIO的线程模型：
因此在阻塞IO模式下，如果你要处理N个请求的话，就需要开启N个线程分别处理这些请求。因此最大的连接数取决于服务器能开出的最大线程数，虽然后期采用线程池的方式做了些优化，但总体而言性能并没有很大提升。而在非阻塞IO下只要一个线程就够了，不断的在各个连接之间切换，在某个连接有可用事件的时候通知主线程。
咋一看是不是很容易理解？但是对于NIO的工作模式我一直有个疑问：
主线程立即返回了，那读写数据的时候总得消耗线程吧？
其实真正的IO操作是内核线程，但上层也需要用户线程去调用。而且NIO所说的用户线程立刻返回并不是说不消耗线程，而是对线程的占用程度不一样，阻塞IO会一直占用线程直到IO操作完成，而NIO则只会占用注册事件可用的那段时间
二、代码层面理解NIO
这是一个标准的基于阻塞IO的网络服务器的写法：
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public class PlainOioServer { public void serve(int port) throws IOException { final ServerSocket socket = new ServerSocket(port); try { while (true) { final Socket clientSocket = socket.accept(); System.out.println("Accepted connection from " + clientSocket); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { //#fragment1 starts InputStream in = clientSocket.getInputStream(); InputStreamReader reader = new InputStreamReader(in); BufferedReader buffer = new BufferedReader(reader); String line = reader.readLine(); System.out.println("#readLine:"+line); clientSocket.close(); //#fragment1 ends } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); try { clientSocket.close(); } catch (IOException ex) { // ignore on close } } } }).start(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } |
这是一个基于NIO的网络服务器的写法：
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public class PlainNioServer { public void serve(int port) throws IOException { System.out.println("Listening for connections on port " + port); ServerSocketChannel serverChannel; Selector selector; serverChannel = ServerSocketChannel.open(); ServerSocket ss = serverChannel.socket(); InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(port); ss.bind(address); serverChannel.configureBlocking(false); selector = Selector.open(); serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); while (true) { try { selector.select(); } catch (IOException ex) { ex.printStackTrace(); // handle in a proper way break; } Set<SelectedKey> readyKeys = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectedKey> iterator = readyKeys.iterator(); while (iterator.hasNext()) { SelectionKey key = iterator.next(); iterator.remove(); try { if (key.isAcceptable()) { ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel client = server.accept(); System.out.println("Accepted connection from " + client); client.configureBlocking(false); client.register(selector, SelectionKey.OP_READ, msg.duplicate()); } if (key.isReadable()) { //#fragment2 starts SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48); while (true) { buffer.clear(); int n = sc.read(buffer);//读取数据 if (n <= 0) { //全部读完退出 break; } buffer.flip(); } it.remove(); //#fragment2 ends } } catch (IOException ex) { key.cancel(); try { key.channel().close(); } catch (IOException cex) { } } } } } } |
几乎所有的介绍NIO的文章都会贴出这两段代码来解释IO和NIO的区别，告诉你下面这段代码采用了NIO，然后就开始介绍Java NIO各种基本组件，比如channel，buffer，selector等，但是几乎所有博主都没有认真分析过这段代码是怎么体现NIO的。
代码片段fragment1和fragment2都在读数据，NIO只不过变成异步的方式去触发读写，但是读写这部分该消耗的还是要消耗啊，因为总的数据量是一样的啊。So, what’s the difference?
根本的原因是：数据的传输是一个持续的过程，但数据读写的并不一定是连续的。也就是说服务器和客户端的连接一直在，但他们之间的数据并不是一直有，而是断断续续的。普通IO的方法在没有数据的时候也会一直等，而NIO不会，只会在selector通知可读的时候才会来把buffer读满，根本木有等待的过程。理解这段代码要从最大的wihle循环入手，动态的模拟代码的执行。NIO通过不断的循环（事件通知）来读取数据，每次读取一小段，最后累加起来把所有的数据读完，而不是像阻塞IO那样一次性读完。
三、NIO与异步编程模型
此外，我们发现这段代码只有一个线程，当他去处理某个请求（读写数据）时是会阻塞的，其他请求就进不来了。这么看接收请求的能力并不比传统的IO强多少啊。注意，这段代码想说明的是NIO，与NIO相关的是IO操作的线程，与接收请求线程，处理请求线程这两个没有关系。不要以为有一个boss线程分发到请求到worker线程就是NIO了（第一段代码就是这种异步处理模式），NIO与这个线程模型没有关系，NIO的核心是selector中的事件通知。在实际使用的时候，接受请求和处理请求的线程是分开的，前者一般是一个线程，而后者会采用线程池的方式增加效率（netty就是这种方式）。而连接池中的线程会在各个channel中不停地切换（一个线程不会被一个channel占满），相比于传统的IO线程模型，在这种模式性能自然是提高了不少。
这篇日志写完理解又加深了一点（上面写的好啰嗦），其实概括下来就几点：
1.阻塞并不是IO读写，而是在IO等待（理解概念要细致具体！）
2.线程在没有数据的情况下（不可读也不可写）不会傻等，这就是NIO的核心概念。
