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学习日报 20250921｜NIO

news 2025/9/22 6:48:04

1. 什么是 NIO？

NIO = New Input/Output，是 Java 在 JDK 1.4 引入的一套新的 I/O API。

和传统的 BIO（Blocking I/O，阻塞IO） 相比，NIO 有三个核心特点：

非阻塞 I/O
- 传统 BIO：一个线程读写一个连接，容易造成线程浪费。
- NIO：一个线程可以管理多个通道（Channel），适合高并发场景。
基于缓冲区 Buffer
- BIO：数据直接读到流里。
- NIO：数据先读到 Buffer，再由程序处理。
基于 Channel + Selector
- Channel：类似“通道”，可以同时读写。
- Selector：选择器，可以监控多个通道（连接）的事件（如读、写、连接等）。

2. NIO 的核心组件

Channel（通道）：比如 FileChannel、SocketChannel。
Buffer（缓冲区）：存储数据，比如 ByteBuffer。
Selector（选择器）：实现多路复用，一个线程监听多个通道。

3. Demo 示例（NIO 服务端与客户端）

📌 服务端：NIO 实现一个简单 Echo Server

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;public class NioServer {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1. 打开服务器通道ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();serverChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));serverChannel.configureBlocking(false); // 非阻塞// 2. 打开 SelectorSelector selector = Selector.open();serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);System.out.println("NIO Server started on port 8080...");while (true) {selector.select(); // 阻塞直到有事件发生Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();while (it.hasNext()) {SelectionKey key = it.next();it.remove();if (key.isAcceptable()) {SocketChannel client = serverChannel.accept();client.configureBlocking(false);client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);System.out.println("Client connected: " + client.getRemoteAddress());} else if (key.isReadable()) {SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(256);int read = client.read(buffer);if (read == -1) {client.close();} else {buffer.flip();client.write(buffer); // 回显数据buffer.clear();}}}}}
}

📌 客户端：NIO 简单连接并发送消息

import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SocketChannel;public class NioClient {public static void main(String[] args) throws Exception {SocketChannel client = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("localhost", 8080));String message = "Hello NIO!";ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(message.getBytes());client.write(buffer);buffer.clear();client.read(buffer);buffer.flip();System.out.println("Server echoed: " + new String(buffer.array(), 0, buffer.limit()));client.close();}
}