前言

下面继续学习NIO，上一篇文章主要是描述了一下NIO的缓冲区和通道以及例子，NIO最重要的莫过于它的非阻塞性，在Socket编程中起到大作用。

正文

阻塞与非阻塞

• 传统的 IO 流都是阻塞式的。也就是说，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写入，该线程在此期间不能执行其他任务。因此，在完成网络通信进行 IO 操作时，由于线程会阻塞，所以服务器端必须为每个客户端都提供一个独立的线程进行处理，当服务器端需要处理大量客户端时，性能急剧下降。
• Java NIO 是非阻塞模式的。当线程从某通道进行读写数据时，若没有数据可用时，该线程可以进行其他任务。线程通常将非阻塞 IO 的空闲时间用于在其他通道上执行 IO 操作，所以单独的线程可以管理多个输入和输出通道。因此，NIO 可以让服务器端使用一个或有限几个线程来同时处理连接到服务器端的所有客户端。

而NIO实现非阻塞性就设计到了它与IO的第三个区别：选择器。

选择器

选择器（Selector） 是 SelectableChannle 对象的多路复用器，Selector 可以同时监控多个 SelectableChannel 的 IO 状况，也就是说，利用 Selector 可使一个单独的线程管理多个 Channel。Selector 是非阻塞 IO 的核心。
也就是说，每一个用于传输数据的通道都会注册到选择器上，而选择器的作用是实时监控这些通道的IO状况，如读、写 、接收、连接等状态，当通道的请求事件准备就绪时，选择器才会将这个任务分配到服务器的一个或多个线程上运行。
SelectableChannle 的结构如下图：

由图可知，只有TCP的两个通道(SocketChannel和ServerSocketChannel）和UDP的通道(DatagramChannel）支持注册到选择器上。

    一、使用 NIO 完成网络通信的三个核心：
    1. 通道（Channel）：负责连接
    java.nio.channels.Channel 接口：
            |--SelectableChannel
			    |--SocketChannel
			    |--ServerSocketChannel
			    |--DatagramChannel
    
			    |--Pipe.SinkChannel
			    |--Pipe.SourceChannel
    
    2. 缓冲区（Buffer）：负责数据的存取
    
    3. 选择器（Selector）：是 SelectableChannel 的多路复用器。用于监控 SelectableChannel 的 IO 状况
    

TCP连接使用选择器实现非阻塞：

	//客户端
	@Test
	public void client() throws IOException{
		//1. 获取通道
		SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
		
		//2. 切换非阻塞模式
		sChannel.configureBlocking(false);
		
		//3. 分配指定大小的缓冲区
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		
		//4. 发送数据给服务端
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		
		while(scan.hasNext()){
			String str = scan.next();
			buf.put((new Date().toString() + "\n" + str).getBytes());
			buf.flip();
			sChannel.write(buf);
			buf.clear();
		}
		
		//5. 关闭通道
		sChannel.close();
	}

	//服务端
	@Test
	public void server() throws IOException{
		//1. 获取通道
		ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
		
		//2. 切换非阻塞模式
		ssChannel.configureBlocking(false);
		
		//3. 绑定连接
		ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));
		
		//4. 获取选择器
		Selector selector = Selector.open();
		
		//5. 将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”
		ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
		
		//6. 轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件
		while(selector.select() > 0){
			
			//7. 获取当前选择器中所有注册的“选择键(已就绪的监听事件)”
			Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
			
			while(it.hasNext()){
				//8. 获取准备“就绪”的是事件
				SelectionKey sk = it.next();
				
				//9. 判断具体是什么事件准备就绪
				if(sk.isAcceptable()){
					//10. 若“接收就绪”，获取客户端连接
					SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
					
					//11. 切换非阻塞模式
					sChannel.configureBlocking(false);
					
					//12. 将该通道注册到选择器上
					sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
				}else if(sk.isReadable()){
					//13. 获取当前选择器上“读就绪”状态的通道
					SocketChannel sChannel = (SocketChannel) sk.channel();
					
					//14. 读取数据
					ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
					
					int len = 0;
					while((len = sChannel.read(buf)) > 0 ){
						buf.flip();
						System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
						buf.clear();
					}
				}
				//15. 取消选择键 SelectionKey
				it.remove();
			}
		}
	}

UDP连接使用选择器实现非阻塞，和TCP类似：

	@Test
	public void send() throws IOException{
		DatagramChannel dc = DatagramChannel.open();
		
		dc.configureBlocking(false);
		
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		
		while(scan.hasNext()){
			String str = scan.next();
			buf.put((new Date().toString() + ":\n" + str).getBytes());
			buf.flip();
			dc.send(buf, new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
			buf.clear();
		}
		
		dc.close();
	}
	
	@Test
	public void receive() throws IOException{
		DatagramChannel dc = DatagramChannel.open();
		
		dc.configureBlocking(false);
		
		dc.bind(new InetSocketAddress(9898));
		
		Selector selector = Selector.open();
		
		dc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
		
		while(selector.select() > 0){
			Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
			
			while(it.hasNext()){
				SelectionKey sk = it.next();
				
				if(sk.isReadable()){
					ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
					
					dc.receive(buf);
					buf.flip();
					System.out.println(new String(buf.array(), 0, buf.limit()));
					buf.clear();
				}
			}
			
			it.remove();
		}
	}

在NIO中还有一个概念就是管道，它是单向的，可以在不同的线程之间传递数据.
Java NIO管道是2个线程之间的单向数据连接。Pipe有一个source通道和一个sink通道。数据会被写到sink通道，从source通道读取。

通过SinkChannel和SourceChannel配套传递数据，使用举例：

	//1. 获取管道
	Pipe pipe = Pipe.open();
	
	//2. 将缓冲区中的数据写入管道
	ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
	
	Pipe.SinkChannel sinkChannel = pipe.sink();
	buf.put("通过单向管道发送数据".getBytes());
	buf.flip();
	sinkChannel.write(buf);
	//-----------------如果是两个线程，我是分割线---------------
	//3. 读取缓冲区中的数据
	Pipe.SourceChannel sourceChannel = pipe.source();
	buf.flip();
	int len = sourceChannel.read(buf);
	System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
	
	sourceChannel.close();
	sinkChannel.close();

结尾

NIO的内容暂且就学习到这，很多东西也是概要的说了一下，具体到使用还是需要具体学习的，示例代码仅供参考。最后感谢尚硅谷的视频资料！