引言
在Java中，I/O操作一直是编程中的核心问题之一。在过去，Java的I/O操作主要依赖于阻塞IO。然而，随着互联网的快速发展和高并发需求的增加，阻塞I/O往往无法满足性能要求。为了解决这个问题，Java引入了NIO（New IO）包，提供了非阻塞IO操作的能力。本文将深入探讨Java NIO与NIO2，详细解释非阻塞IO的概念和使用方式。
什么是阻塞IO和非阻塞IO
在传统的阻塞I/O模型中，当一个线程启动一个I/O操作后，它会一直阻塞等待I/O操作完成，直到接收到数据或者发生错误，才能继续执行其他任务。这意味着，只有一个I/O操作可以在任意时刻进行，而其他的操作必须等待。
而非阻塞I/O模型则不同，一个线程可以启动多个I/O操作，而无需等待这些操作的完成。当一个I/O操作需要耗费大量时间时，线程可以继续执行其他操作，从而提高了资源利用率和性能。
Java NIO
Java NIO是Java 1.4引入的新I/O模块。它基于Channel和Buffer的概念，以及Selector作为事件驱动模型的核心。Java NIO提供了非阻塞的I/O操作，使得一个线程能够同时管理多个输入和输出。
Channel和Buffer
在Java NIO中，数据通过Channel和Buffer进行传输。Channel是数据源或数据目标之间的连接通道，类似于传统I/O中的流。而Buffer是一个容器，用来存储数据。
Channel可以和Buffer交互，数据通过Channel读入到Buffer中，或者从Buffer写入到Channel中。不同类型的Channel和Buffer可以支持不同的数据类型，如文件读写、网络通信等。
Selector
Selector是Java NIO中的一个重要组件，它允许一个线程同时监听多个Channel上的事件。通过Selector，可以让一个线程管理多个Channel，从而实现非阻塞I/O操作。
当一个Channel注册到一个Selector上时，Selector会监视这个Channel上发生的事件，如读、写、连接和接收等。Selector会不断轮询注册的Channel，当有事件发生时，线程会被唤醒，然后通过事件类型进行相应的处理。
Java NIO2
Java NIO2是Java 7引入的新I/O模块，它在Java NIO的基础上进行了进一步的增强和改进。Java NIO2提供了更多的功能和更好的性能，使得非阻塞I/O更加成熟和易用。
AsynchronousChannel和CompletionHandler
Java NIO2引入了AsynchronousChannel接口，用于支持异步操作。在Java NIO中，大部分的I/O操作都是同步的，即调用一个方法后会阻塞当前线程，直到操作完成。而异步操作则是不会阻塞当前线程，而是在操作完成后通过回调函数进行通知。
在Java NIO2中，异步操作通过CompletionHandler来实现。当一个异步操作完成时，会调用CompletionHandler的回调方法，从而实现非阻塞模式。
Path和FileVisitor
Java NIO2还引入了Path和FileVisitor接口，用于对文件和目录进行操作。Path提供了更加灵活和易用的文件处理方式，可以代替传统的File类。而FileVisitor接口则提供了对文件和目录的自定义访问方式，方便进行操作和遍历。
异步文件IO
Java NIO2还提供了异步文件IO的支持。通过使用AsynchronousFileChannel，可以在进行文件读写操作时不阻塞当前线程，提高了并发性能。
总结
本文深入解析了Java NIO和NIO2的概念和使用方式。阻塞IO无法满足高并发要求，而非阻塞IO可以提高性能和资源利用率。Java NIO通过Channel、Buffer和Selector实现了非阻塞IO操作，而NIO2在此基础上增加了更多的功能和改进，如异步操作和文件处理等。
对于Java开发者来说，了解和掌握Java NIO和NIO2是非常重要的。它们在网络编程、大数据处理和高并发服务器中都得到了广泛应用。希望通过本文的介绍，读者能够深入理解Java中的非阻塞IO，并可以灵活应用于实际项目中。
本文来自极简博客，作者：时尚捕手，转载请注明原文链接：深入理解Java中的Java NIO与NIO2：非阻塞IO详解
