首先了解下所谓的java nio是个什么东西！
传统的并发型服务器设计是利用阻塞型网络I/O 以多线程的模式来实现的然而由
于系统常常在进行网络读写时处于阻塞状态会大大影响系统的性能自Java 开始引入
了NIO(新I/O) API通过使用非阻塞型I/O实现流畅的网络读写操作为开发高性能并发
型服务器程序提供了一个很好的解决方案这就是java nio
首先来看下传统的阻塞型网络 I/O的不足
Java 平台传统的I/O 系统都是基于Byte（字节）和Stream（数据流）的相应的I/O 操
作都是阻塞型的所以服务器程序也采用阻塞型I/O 进行数据的读写操作本文以TCP
长连接模式来讨论并发型服务器的相关设计为了实现服务器程序的并发性要求系统由一
个单独的主线程来监听用户发起的连接请求一直处于阻塞状态当有用户连接请求到来时
程序都会启一个新的线程来统一处理用户数据的读写操作
这种模式的优点是简单实用易管理然而缺点也是显而易见的由于是为每一个客
户端分配一个线程来处理输入输出数据其线程与客户机的比例近似为随着线程
数量的不断增加服务器启动了大量的并发线程会大大加大系统对线程的管理开销这将
成为吞吐量瓶颈的主要原因其次由于底层的I/O 操作采用的同步模式I/O 操作的阻塞管
理粒度是以服务于请求的线程为单位的有可能大量的线程会闲置处于盲等状态造成I/O
资源利用率不高影响整个系统的性能
对于并发型服务器系统用在阻塞型I/O 等待和线程间切换的时间远远多于CPU 在内
存中处理数据的时间因此传统的阻塞型I/O 已经成为制约系统性能的瓶颈Java 版本
后推出的NIO 工具包提供了非阻塞型I/O 的异步输入输出机制为提高系统的性能提供
了可实现的基础机制
NIO 包及工作原理
针对传统I/O 工作模式的不足NIO 工具包提出了基于Buffer（缓沖区）Channel（通
道）Selector（选择器）的新模式Selector（选择器）可选择的Channel（通道）和
SelectionKey（选择键）配合起来使用可以实现并发的非阻塞型I/O 能力
NIO 工具包的成员
Buffer（缓沖器）
Buffer 类是一个抽象类它有 个子类分别对应于七种基本的数据类型ByteBuffer
CharBufferDoubleBufferFloatBufferIntBufferLongBuffer 和ShortBuffer每一个Buffer
对象相当于一个数据容器可以把它看作内存中的一个大的数组用来存储和提取所有基本
类型(boolean 型除外)的数据Buffer 类的核心是一块内存区可以直接对其执行与内存有关
的操作利用操作系统特性和能力提高和改善Java 传统I/O 的性能
Channel（通道）
Channel 被认为是NIO 工具包的一大创新点是(Buffer)缓沖器和I/O 服务之间的通道
具有双向性既可以读入也可以写出可以更高效的传递数据我们这里主要讨论
ServerSocketChannel 和SocketChannel它们都继承了SelectableChannel是可选择的通道
分别可以工作在同步和异步两种方式下（这里的可选择不是指可以选择两种工作方式而是
指可以有选择的注册自己感兴趣的事件）当通道工作在同步方式时它的功能和编程方法
与传统的ServerSocketSocket 对象相似当通道工作在异步工作方式时进行输入输出处
理不必等到输入输出完毕才返回并且可以将其感兴趣的（如接受操作连接操作读出
操作写入操作）事件注册到Selector 对象上与Selector 对象协同工作可以更有效率的支
持和管理并发的网络套接字连接
Selector（选择器）和SelectionKey（选择键）
各类 Buffer 是数据的容器对象各类Channel 实现在各类Buffer 与各类I/O 服务间传输
数据Selector 是实现并发型非阻塞I/O 的核心各种可选择的通道将其感兴趣的事件注册
到Selector 对象上Selector 在一个循环中不断轮循监视这各些注册在其上的Socket 通道
SelectionKey 类则封装了SelectableChannel 对象在Selector 中的注册信息当Selector 监测
到在某个注册的SelectableChannel 上发生了感兴趣的事件时自动激活产生一个SelectionKey
对象在这个对象中记录了哪一个SelectableChannel 上发生了哪种事件通过对被激活的
SelectionKey 的分析外界可以知道每个SelectableChannel 发生的具体事件类型进行相应的
处理
NIO 工作原理
通过上面的讨论我们可以看出在并发型服务器程序中使用NIO实际上是通过网络事
件驱动模型实现的我们应用Select 机制不用为每一个客户端连接新启线程处理而是将
其注册到特定的Selector 对象上这就可以在单线程中利用Selector 对象管理大量并发的网
络连接更好的利用了系统资源采用非阻塞I/O 的通信方式不要求阻塞等待I/O 操作完
成即可返回从而减少了管理I/O 连接导致的系统开销大幅度提高了系统性能
当有读或写等任何注册的事件发生时可以从Selector 中获得相应的
SelectionKey 从SelectionKey 中可以找到发生的事件和该事件所发生的具体的
SelectableChannel以获得客户端发送过来的数据由于在非阻塞网络I/O 中采用了事件触
发机制处理程序可以得到系统的主动通知从而可以实现底层网络I/O 无阻塞流畅地读
写而不像在原来的阻塞模式下处理程序需要不断循环等待使用NIO可以编写出性能更
好更易扩展的并发型服务器程序
并发型服务器程序的实现代码
应用 NIO 工具包基于非阻塞网络I/O 设计的并发型服务器程序与以往基于阻塞I/O 的
实现程序有很大不同在使用非阻塞网络I/O 的情况下程序读取数据和写入数据的时机不
是由程序员控制的而是Selector 决定的下面便给出基于非阻塞网络I/O 的并发型服务器
程序的核心代码片段
import javaio* //引入Javaio包
import * //引入包
import javaniochannels* //引入Javaniochannels包
import javautil* //引入Javautil包
public class TestServer implements Runnable
{
/**
* 服务器Channel对象负责接受用户连接
*/
private ServerSocketChannel server
/**
* Selector对象负责监控所有的连接到服务器的网络事件的发生
*/
private Selector selector
/**
* 总的活动连接数
*/
private int activeSockets
/**
* 服务器Channel绑定的端口号
*/
private int port
/**
*
* 构造函数
*/
public TestServer()throws IOException
{
activeSockets=
port=//初始化服务器Channel绑定的端口号为
selector= Selectoropen()//初始化Selector对象
server=ServerSocketChannelopen()//初始化服务器Channel对象
ServerSocket socket=serversocket()//获取服务器Channel对应的//ServerSocket对象
socketbind(new InetSocketAddress(port))//把Socket绑定到监听端口上
nfigureBlocking(false)//将服务器Channel设置为非阻塞模式
serverregister(selectorSelectionKeyOP_ACCEPT)//将服务器Channel注册到
Selector对象并指出服务器Channel所感兴趣的事件为可接受请求操作
}
public void run()
{
while(true)
{
try
{
/**
*应用Select机制轮循是否有用户感兴趣的新的网络事件发生当没有
* 新的网络事件发生时此方法会阻塞直到有新的网络事件发生为止
*/
selectorselect()
}
catch(IOException e)
{
continue//当有异常发生时继续进行循环操作
}
/**
* 得到活动的网络连接选择键的集合
*/
Set<SelectionKey> keys=selectorselectedKeys()
activeSockets=keyssize()//获取活动连接的数目
if(activeSockets==)
{
continue//如果连接数为则继续进行循环操作
}
/**
/**
* 应用For—Each循环遍历整个选择键集合
*/
for(SelectionKey key :keys)
{
/**
* 如果关键字状态是为可接受则接受连接注册通道以接受更多的*
事件进行相关的服务器程序处理
*/
if(keyisAcceptable())
{
doServerSocketEvent(key)
continue
}
/**
* 如果关键字状态为可读则说明Channel是一个客户端的连接通道
* 进行相应的读取客户端数据的操作
*/
if(keyisReadable())
{
doClientReadEvent(key)
continue
}
/**
* 如果关键字状态为可写则也说明Channel是一个客户端的连接通道
* 进行相应的向客户端写数据的操作
*/
if(keyisWritable())
{
doClinetWriteEvent(key)
continue
}
}
}
}
/**
* 处理服务器事件操作
* @param key 服务器选择键对象
*/
private void doServerSocketEvent(SelectionKey key)
{
SocketChannel client=null
try
{
ServerSocketChannel server=(ServerSocketChannel)keychannel()
client=serveraccept()
if(client==null)
{
return
}
nfigureBlocking(false)//将客户端Channel设置为非阻塞型
/**
/**
* 将客户端Channel注册到Selector对象上并且指出客户端Channel所感
* 兴趣的事件为可读和可写
*/
clientregister(selectorSelectionKeyOP_READ|SelectionKeyOP_READ)
}catch(IOException e)
{
try
{
clientclose()
}catch(IOException e){}
}
}
/**
* 进行向客户端写数据操作
* @param key 客户端选择键对象
*/
private void doClinetWriteEvent(SelectionKey key)
{
代码实现略
}
/**
* 进行读取客户短数据操作
* @param key 客户端选择键对象
*/
private void doClientReadEvent(SelectionKey key)
{
代码实现略
}
}
从上面对代码可以看出使用非阻塞性I/O进行并发型服务器程序设计分三个部分
向Selector对象注册感兴趣的事件从Selector中获取所感兴趣的事件根据不同的事件进
行相应的处理
结语
通过使用NIO 工具包进行并发型服务器程序设计一个或者很少几个Socket 线程就可
以处理成千上万个活动的Socket 连接大大降低了服务器端程序的开销同时网络I/O 采取
非阻塞模式线程不再在读或写时阻塞操作系统可以更流畅的读写数据并可以更有效地向
CPU 传递数据进行处理以便更有效地提高系统的性能
看到这里相信你看了不止分钟了吧 我说分钟其实就是想让大家能够轻松的读下去（鸡蛋）
好了到这里大家应该对java nio有个初步的了解了吧~~~
下次给大家带来一个java nio开发的实例吧~~
