Java NIO源码解析与IO流分类原理

资源摘要信息:"java7源码-java-nio-master:Java NIO详解" Java NIO（New Input/Output）是在Java 1.4版本中引入的一套新的IO API，用以替代旧的Java IO包（java.io.*）。与传统的IO库相比，NIO提供了不同的方式来处理输入输出，引入了缓冲区（Buffer）、通道（Channel）和选择器（Selector）等概念。本篇文档将详细介绍Java NIO的概念、特性以及与传统IO的区别。 首先，Java NIO是基于缓冲区（Buffer）和通道（Channel）的IO操作方式，这与传统的基于流（Stream）的IO操作形成对比。NIO允许非阻塞模式（Non-blocking）操作，这意味着一个或多个通道可以设置为非阻塞模式，在这种模式下，对通道的读写操作不会造成线程阻塞，而是在可用数据准备好之前返回。 在Java NIO中，IO流被分为两大类：字节流和字符流。字节流主要用于处理二进制数据，而字符流则处理字符数据。输入流（InputStream/Reader）用于读取数据，输出流（OutputStream/Writer）用于写出数据。所有的输入流都继承自InputStream或Reader基类，所有的输出流都继承自OutputStream或Writer基类。 Java NIO还引入了选择器（Selector）的概念，允许单个线程管理多个通道。这使得在单一线程中就可以对多个通道进行I/O操作，提高了效率。选择器通常与非阻塞模式一起使用，可以同时监视多个通道是否处于某种可读写状态，并且只有状态改变时才会收到通知。 Java NIO的使用场景主要包括： 1. 大量的、快速的网络通信。 2. 大型多用户数据库。 3. 实时数据处理。 Java NIO相较于传统的IO库，具备以下特性： 1. 面向缓冲区（Buffer）：NIO使用缓冲区（Buffer）来处理数据，而传统IO使用流（Stream）。 2. 面向块（Block）I/O操作：NIO处理数据是以块为单位的，而传统IO则是以字节为单位。 3. 非阻塞模式：NIO的非阻塞模式允许单个线程同时监控多个通道的状态，这与传统IO阻塞模式形成对比。 4. 选择器（Selector）：NIO通过选择器来监控多个通道的状态，而传统IO只能逐个通道进行操作。 Java NIO类库主要包含以下几个组件： 1. Channels：通道，代表与设备进行数据交换的连接，如网络连接、文件IO操作等。 2. Buffers：缓冲区，用于在通道中存储数据，是NIO中处理I/O操作的基础。 3. Selectors：选择器，用于监控多个通道的状态，并且能够使单个线程同时处理多个通道。 4. Scatter/Gather：分散/收集，是一种特殊的I/O操作，能够将多个缓冲区视为一个数据源或目标。 5. FileLock：文件锁，NIO提供了一种机制来控制对文件的访问，防止多个进程同时写入同一个文件。 Java NIO的引入，为Java的I/O操作带来了更多的灵活性和性能提升，特别适合于需要大量数据处理的网络应用和高性能服务端应用。了解并掌握Java NIO的使用，对于进行高性能服务器开发尤为重要。 总结来说，Java NIO通过提供缓冲区、通道、选择器等组件，为开发高性能、多任务的网络服务和应用程序提供了强大支持。NIO的非阻塞特性，特别是选择器的应用，使得单个线程可以有效管理多个I/O通道，极大提高了程序处理I/O的效率。在使用Java进行服务器端开发时，合理利用NIO框架能够有效提升系统的吞吐量和响应速度。