跳到主要内容

nio

NIO/NIO.2 核心概念​

ToC​

  • Buffer/Channel/Selector
  • 阻塞 IO vs NIO vs AIO
  • 零拷贝与直接缓冲区
  • 文件与网络常用示例

Buffer/Channel/Selector​

  • Buffer：容量/位置/界限的抽象，常见 ByteBuffer、CharBuffer；
  • Channel：双向通道，FileChannel、SocketChannel 等；
  • Selector：多路复用，注册通道的感兴趣事件（OP_READ/OP_WRITE/OP_ACCEPT）。
Selector selector = Selector.open();
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
ssc.configureBlocking(false);
ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while (true) {
  selector.select();
  for (SelectionKey key : selector.selectedKeys()) {
    // 处理 accept/read/write
  }
}

阻塞 IO vs NIO vs AIO（NIO.2）​

  • 阻塞 IO：每连接一线程，简单但扩展性差；
  • NIO：单线程处理多连接事件，减少线程上下文切换；
  • AIO：异步通道与回调/Future，由系统完成异步操作（需要 OS 支持）。

零拷贝与直接缓冲区​

  • MappedByteBuffer/FileChannel#transferTo 等可减少用户态与内核态拷贝；
  • 直接缓冲区（allocateDirect）在堆外，减少一次拷贝，但分配/回收成本更高。

文件与网络常用示例​

  • 文件复制：Files.copy、FileChannel#transferTo/transferFrom；
  • 异步文件 IO：AsynchronousFileChannel 结合回调或 Future。
// Files.copy 简单复制
Files.copy(Path.of("a.dat"), Path.of("b.dat"), StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

// 零拷贝传输（可能由内核优化）
try (FileChannel in = FileChannel.open(Path.of("a.dat"));
     FileChannel out = FileChannel.open(Path.of("b.dat"), StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.WRITE)) {
  long pos = 0, size = in.size();
  while (pos < size) pos += in.transferTo(pos, size - pos, out);
}