经过前几天的学习，将BIO的基础知识总结完成，接下来今天我将总结学习NIO和AIO的知识点，在理解学习的基础上，去使用相关知识点进行编程学习。这次我将先总结NIO的知识点，再学习AIO的相关概念。

NIO

NIO主要有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector。传统IO基于字节流和字符流进行操作，而NIO基于Channel和Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择区)用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个线程可以监听多个数据通道。

NIO是采用内存映射文件的方式处理输出输出，可以将文件或者文件的一段区域映射到内存中，然后就可以像访问内存一样来访问文件，所以进行输入输出的速度比BIO快的多。

BIO是同步阻塞式；NIO 是同步非阻塞式

BIO 是面向流的， NIO 是面向缓冲区的

NIO 是一个线程从某个通道发送读取请求时，仅仅获取当前可以用的数据不会保持阻塞等待

1.Channel

Channel可以直接将文件的部分或者全部映射到 buffer中。注意不能直接访问Channel中的数据，包括读写都不行，Channel只能与buffer进行交互。

常见方法有3个map/read/write

public class Test1 { public static void main(String[] args) throws Exception { File file = new File("data/Test1.java"); // 获取channel对象 FileChannel inChannel = new FileInputStream(file).getChannel(); 12345ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(256);// 构建一个容积为256的 buffer
// 从channel中获取数据写到buffer中。文件可能大于256，所以需要进行多次读取。 可以通过-1判定读取结束 while (inChannel.read(buffer) != -1) { // 将buffer中没有数据的部分封印起来 buffer.flip(); // 设置limit，limit之后的数据不允许操作 System.out.println(buffer.limit()); //256 Charset charset = Charset.forName("UTF-8"); // 参数为编码字符集名 称，创建对应编码字符集的解码器 CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();//通过Charset创建对应的解码器对象  CharBuffer cb = decoder.decode(buffer);// 使用解码器可以将 ByteBuffer转换为   CharBuffer System.out.println(cb); buffer.clear();// 清空buffer中的数据，同时将position设置为0，为下一次 读取操作做准备 } }
}

2. Buffer(缓冲区)

Buffer主要作用就是用于转入数据，然后输出数据。最基本的实现是ByteBuffer，可以在字节数组上进行 get/set操作；另外针对基本数据类型，系统提供了7种具体的实现，例如CharBuffer、ShortBuffer、 DoubleBuffer。

常用方法：capacity():int返回buffer的容积值
hasRemaining():boolean判断是否还有数据可以进行处理
remaing0:int获取position当前位置和limit界限之间的元素个数
position():int返回当前的操作位置
mark():Buffer设置标记位置，已被后面重返这个位置reset():Buffer将位置position重新返回到mark所在为位置rewind():Buffer 将position重新设置到0，并取消mark标记
put(obj):xxxBuffer用于向buffer中添加数据
get():xxx用于从buffer中获取数据

3.Selector

是Java NIO核心组件中的一个，用于检查一个或多个NIO Channel通道的状态是否处于可读、可写。如此可以实现单线程管理多个channels也就是可以管理多个网络链接。

使用Selector的好处在于：使用更少的线程来就可以来处理通道了，相比使用多个线程，避免了线程上下文切换带来的开销

基本用法：

1. Selector的创建。通过调用Selector.open()方法创建一个Selector对象

2. 注册Channel到Selector

3. 轮询方式获取选择器上的状态值

AIO（异步非阻塞式）

AIO最大的一个特性就是异步能力，这种能力对socket与文件I/O都起作用。AIO其实是一种在读写操作结束之前允许进行其他操作的I/O处理。

JDK7新增了一些和文件、网络IO相关的API，AIO最大的特性就是异步处理能力，一般用于网络编程和大文件IO处理中。AIO其实就是一种在读写操作结束之前允许执行其它操作的IO处理，等读写执行完毕自动通知调用后续处理。

1.将来式异步读取：使用Future用来保存异步操作的处理结果

Path path = Paths.get("data/a1.txt"); // 从语义的角度上说比File好一些，用于封装一个文件或者文件夹对象
AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
Future<Integer> future = channel.read(buffer, 0);
int readNum = future.get(); buffer.flip();
CharBuffer cb = CharBuffer.allocate(1024);
CharsetDecoder decoder = Charset.forName("UTF-8").newDecoder();
decoder.decode(buffer,cb,false);cb.flip();
String ss=new String(cb.array(),0,cb.limit());
System.out.println(ss);

2.回调式异步读取：回调式是采用事件处理技术实现的

Path path = Paths.get("data/a1.txt"); // 从语义的角度上说比File好一些，用于封装一个文件或者文件夹对象
AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
channel.read(buffer, 0, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>()
{ // 当读取完成后自动执行的方法 public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取数据完毕!");}// 当读取处理过程中出错时自动执行的方法 public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取数据出现异 常:" + exc); }
});
System.out.println("立即看到结果!");
while (true) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sleep...."); Thread.sleep(1000);
}

BIO、NIO、AIO总结

BIO：同步阻塞，实现模式为一个连接一个线程，就是客户端连接请求时，服务器需要启动一个线程进行处理。

NIO：同步非阻塞，实现模式为一个连接一个线程，客户端发起请求时会注册到selector多路复用器上，多路复用器会轮询所有有IO请求时才启动一个线程进行处理。

AIO：异步非阻塞，一个有效请求一个线程，客户端IO请求都是由OS操作系统先完成了再通知服务器应用启动线程进行处理。

区别：

同步阻塞：用户进程发起一个IO操作请求后，必须等待IO操作完成后，用户进程才能继续运行后续操作，否则用户进程阻塞等待。

同步非阻塞：用户进程发起一个IO操作请求后可以返回做其它事情，但是用户进程需要不时询问 IO操作是否已经就绪，这里会造成不必要的CPU资源浪费。

异步非阻塞：用户进程发起一个IO操作请求后可以立即返回做其它事情，等到IO操作真正完成后，应用程序会收到IO操作完成的通知，此时用户进程只需要对数据进行处理即可。

今天把NIO、AIO的相关知识点总结完成，最后又将BIO、NIO、AIO进行区别总结，流的基本知识就讲到了这里，期待更加深入的学习！同时对之前学过的知识再进行复习巩固，加强练习锻炼。加油！！！

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