【转】什么是Java NIO，它的工作原理是什么？
这次为大家介绍的是Java NIO的相关知识，告诉大家什么是NIO，它的工作原理是什么。
NIO是为了弥补传统I/O工作模式的不足而研发的，NIO的工具包提出了基于Selector（选择器）、Buffer（缓冲区）、Channel（通道）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。
先来看一下NIO工具包的三个组成部分都是什么？
1. Selector（选择器）和SelectionKey（选择键）
Buffer是数据的容器对象；Channel实现在Buffer与I/O服务间传输数据。Selector是实现并发型非阻塞I/O的核心，可选择的通道将其感兴趣的事件注册到Selector对象上，Selector不断轮询监视着注册在其上的Socket通道。SelectionKey类封装了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，会自动激活产生一个SelectionKey对象，在该对象中记录了哪个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。
2. Buffer（缓冲器）
Buffer类是一个抽象类，它有7个子类分别对应七种基本的数据类型：ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer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。
3. Channel（通道）
Channel被认为是NIO工具包的一大创新点，是Buffer（缓冲器）和I/O服务和之间的通道，具有双向性，既可以写入也可以读出，可以更高效地传递数据。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，而是指可以有选择地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ServerSocket、Socket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事件（如：接受、连接、读出、写入等操作）注册到Selector对象上，与Selector对象协同工作可以更有效率地支持和管理并发的网络套接字连接。
NIO的工作原理是什么？
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。
当有读或写等注册事件发生时，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。
使用非阻塞型I/O进行并发型服务器程序设计分三个部分：1. 向Selector对象注册感兴趣的事件；2.从Selector中获取所感兴趣的事件；3. 根据不同的事件进行相应的处理。
在进行并发型服务器程序设计时，通过合理地使用NIO工具包，就可以达到一个或者几个Socket线程就可以处理N多个Socket的连接，大大降低我们对服务器程序的预算压力。同时我们利用它更好地提高系统的性能，使我们的工作得到更加有效地开展。
