NIO三大组件

概述

NIO的意思是 non-blocking io 非阻塞 IO 。NIO中存在3大组件：Channel 、 Buffer 、Selector

Channel & Buffer

channel （中文 管道的意思）有一点类似于 stream，它就是读写数据的双向通道，可以从 channel 将数据读入 buffer（中文 缓冲区的意思），也可以将 buffer 的数据写入 channel，而之前的 stream 要么是输入，要么是输出，channel 比 stream 更为底层。Channel和Buffer是多对多的关系，它们相互协作共同完成数据的传输和处理任务。

常见的 Channel 有

• FileChannel （文件管道，不支持非阻塞）
• DatagramChannel
• SocketChannel （网络管道，支持非阻塞）
• ServerSocketChannel （服务端网络管道，支持非阻塞）

buffer 则用来缓冲读写数据，常见的 buffer 有

• ByteBuffer
  • MappedByteBuffer
  • DirectByteBuffer
  • HeapByteBuffer
• ShortBuffer
• IntBuffer
• LongBuffer
• FloatBuffer
• DoubleBuffer
• CharBuffer

Selector

selector 中文就是选择器的意思，单从字面意思不好理解，需要结合服务器的设计演化来理解它的用途。服务器的设计演化从多线程->线程池selector

服务器设计历史演化

多线程版设计

在多线程版本下，一个请求到达服务端，服务端开辟一个线程去处理该请求，这种做法在请求量不多的情况下可以接受，但是一旦请求量多了那么问题随之而来，内存占用高、线程上下文切换成本高这些问题会让你的服务器最终崩溃。

线程池版设计

在线程池版本下，服务器会初始化一个线程池，池内会有一定量的线程，当请求达到服务器时会使用线程池内的线程进行处理，处理完归还给线程池。这种模式下虽然避免了服务器不停地创建线程、销毁线程，但是仍然存在问题：线程仅能处理一个 socket 连接，当处理某个socket时线程就会阻塞等待处理完成才能继续处理其他任务。

selector 版设计

在selector 模式下，当一个请求到达服务器时，会先和channel进行关联，由selector来管理这些channel什么时候提交给线程处理。这些 channel 工作在非阻塞模式下，有了selector就不会让线程吊死在一个 channel 上。适合连接数特别多，但流量低的场景。调用 selector 的 select() 会阻塞直到 channel 发生了读写就绪事件，这些事件发生，select 方法就会返回这些事件交给 thread 来处理。