NIO入门：Reactor模式与非阻塞I/O详解

深入浅出NIO入门笔记主要讲解了Java NIO (New I/O)框架，这是一个与传统阻塞I/O模型不同的高性能网络编程接口。NIO着重于非阻塞I/O、多路复用以及内存对齐的I/O操作，旨在提高并发性和性能。 1. **阻塞I/O与非阻塞I/O**: - 阻塞I/O如`FileInputStream`和`FileOutputStream`在执行读写操作时，一旦请求无法立即响应，就会阻塞直到数据可用或超时。这导致了线程在等待期间失去处理其他任务的能力。 - NIO引入了`Channel`和`Buffer`的概念，通过`select()`和`epoll`等机制实现了非阻塞I/O。在非阻塞模式下，调用`read()`或`write()`不会阻塞，而是返回`-1`或`0`，开发者需要自己管理I/O操作的完成状态。 2. **流式IO与块式IO**: - 传统的I/O操作是基于流的，逐字节进行处理，例如`InputStream`和`OutputStream`。这种模型效率较低，因为每个操作都是单字节的。 - NIO采用块式IO，通过`ByteBuffer`来操作数据块，可以一次性处理大量数据，显著提升了数据传输速度。 3. **Buffer & Channel & IO操作**: - `Buffer`是NIO的核心，提供了高效的数据存储和传递。`write()`将数据写入缓冲区，`read()`从缓冲区读取数据。`channel.read(buffer)`和`channel.write(buffer)`分别用于读取和写入数据。 - 通道间数据复制有多种策略，如使用`copy()`方法压缩缓冲区，或确保缓冲区清空后再进行复制，避免数据丢失。 4. **Scatter/Gather操作**: - Scatter（分散读）允许从多个源通道读取数据到不同的缓冲区，Gather（汇聚写）则相反，从多个缓冲区收集数据写入单一目标通道。这种操作支持灵活的数据分片和重组，适用于需要高效处理大数据的应用场景。 5. **FileChannel示例**: - NIO中的`FileChannel`提供了对文件的非阻塞读写操作。例如，使用`read(buffer)`从文件读取数据到缓冲区，然后用`write(buffer)`将缓冲区内容写回文件。文件读取时，可能需要处理读取到缓冲区满的情况，以及可能发生的异常，如文件关闭或磁盘错误。 NIO的学习对于理解和优化现代高性能服务器端应用程序至关重要，特别是处理大量并发连接和大流量数据时，NIO的优势更为明显。通过理解这些核心概念和操作，开发者可以更好地构建高效率、低延迟的网络应用程序。