NIO即New IO,这个库是在JDK1.4中才引入的。NIO和IO有相同的作用和目的,但实现方式不同,NIO主要用到的是块,所以NIO的效率要比IO高很多。在Java API中提供了两套NIO,一套是针对标准输入输出NIO,另一套就是网络编程NIO。
下表总结了Java IO和NIO之间的主要区别:
IO | NIO |
---|---|
面向流 | 面向缓冲区 |
阻塞IO | 非阻塞IO |
无 | 选择器(selector) |
1、面向流与面向缓冲
Java IO和NIO之间第一个最大的区别是,IO是面向流的,而NIO是面向缓冲区的。
Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节,直至读取所有字节,它们没有被缓存在任何地方。此外,它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据,需要先将它缓存到一个缓冲区。
Java NIO的与IO的读取方法略有不同。NIO将数据读取到一个它稍后处理的缓冲区中,需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是,还需要检查是否该缓冲区中包含所有你需要处理的数据,而且需确保当更多的数据读入缓冲区时,不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。
2、阻塞与非阻塞IO
Java IO的各种流是阻塞的。这意味着,当一个线程调用read()或write()时,该线程被阻塞直到有一些数据被读取或数据完全写入,该线程在此期间不能再干任何事情了。
Java NIO的非阻塞模式,使一个线程从某通道发送请求读取数据,但是它仅能得到目前可用的数据,如果目前没有数据可用时,就什么都不会获取,而不是保持线程阻塞,所以直至数据变的可以读取之前,该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道,但不需要等待它完全写入,这个线程同时可以去做别的事情。 线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作,所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道(channel)。
IO的各种流是阻塞的,就是当一个线程调用读写方法时,该线程会被阻塞,直到读写完,在这期间该线程不能干其他事,CPU转而去处理其他线程,假如一个线程监听一个端口,一天只会有几次请求进来,但是CPU却不得不为该线程不断的做上下文切换,并且大部分切换以阻塞告终。
NIO通讯是将整个任务切换成许多小任务,由一个线程负责处理所有io事件,并负责分发。它是利用事件驱动机制,而不是监听机制,事件到的时候再触发。NIO线程之间通过wait,notify等方式通讯。保证了每次上下文切换都有意义,减少无谓的进程切换。
3、选择器(Selectors)
Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道,你可以注册多个通道使用一个选择器,然后使用一个单独的线程来“选择”通道:这些通道里已经有可以处理的输入,或者选择已准备写入的通道。这种选择机制使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。
java nio原生的三大组件:selector、Channel、ByteBuffer。netty封装了nio,方便开发者进行网络io编程。
无论您选择IO或NIO工具箱,可能会影响您应用程序设计的以下几个方面:
1、对NIO或IO类的API调用。2、数据处理。3、用来处理数据的线程数。
1、API调用
当然,使用NIO的API调用时看起来与使用IO时有所不同,但这并不意外,因为并不是仅从一个InputStream逐字节读取,而是数据必须先读入缓冲区再处理。