Java NIO（New IO）是Java 1.4版本引入的一个新特性，它提供了一种不同于传统IO流的处理方式，旨在提高IO操作的效率。NIO的核心组件包括通道（Channel）和缓冲区（Buffer），这两者共同构建了一个非阻塞的IO模型。
**通道Channel**
通道类似于传统的输入/输出流，但具有以下特点：
1. **双向性**：通道可以进行读写操作，而传统的流通常是单向的（读或写）。
2. **与缓冲区结合**：通道需要与缓冲区配合工作，数据通过缓冲区在通道与程序之间传输。
3. **非阻塞**：NIO的通道支持非阻塞IO，这意味着当没有数据可读或无法写入时，线程不会被阻塞，而是返回一个状态，等待数据准备好后再继续操作。
4. **连接性**：通道可以连接到不同的数据源，如文件、套接字、网络接口等。
常见的通道类型有：
- **FileChannel**：用于文件的读写操作。
- **DatagramChannel**：处理UDP协议的数据报。
- **SocketChannel**：处理TCP连接的读写。
- **ServerSocketChannel**：监听并接受新的TCP连接请求。
**缓冲区Buffer**
缓冲区是NIO的关键组件，它是内存块的抽象，可以存储不同类型的数据（如字节、字符、整数等）。缓冲区的主要功能包括：
1. **数据存储**：缓冲区可以存储和处理数据，提供了一组方法来读写、检查和修改数据。
2. **标记和重置**：可以设置标记，用于记录当前位置，之后可以通过`reset()`方法回到标记位置。
3. ** Flip/Compact**：`flip()`方法将缓冲区从写模式切换到读模式，而`compact()`方法则清除已读数据，移动未读数据到缓冲区的前端。
4. **容量、限制和位置**：缓冲区有三个关键属性：容量（Capacity）、限制（Limit）和位置（Position）。容量是缓冲区能容纳的最大数据量，限制定义了可以读取或写入的数据范围，位置指示下一次读写操作的索引。
缓冲区的子类有：
- **ByteBuffer**：处理字节数据。
- **CharBuffer**：处理字符数据。
- **ShortBuffer**：处理短整型数据。
- **IntBuffer**：处理整型数据。
- **LongBuffer**：处理长整型数据。
- **FloatBuffer**：处理浮点型数据。
- **DoubleBuffer**：处理双精度浮点型数据。
- **MappedByteBuffer**：内存映射文件缓冲区，直接将文件映射到内存，提供高效的大文件读写。
NIO的使用通常涉及以下几个步骤：
1. 打开通道，如`FileChannel.open()`用于打开文件。
2. 创建缓冲区，如`ByteBuffer.allocate()`分配内存。
3. 将数据写入缓冲区，通过通道写入文件。
4. 使用`flip()`切换到读模式。
5. 从缓冲区读取数据，通过通道读取到其他地方。
6. 清理缓冲区，可能使用`clear()`或`compact()`。
NIO不仅适用于文件操作，还在网络编程中发挥了重要作用，例如通过SocketChannel和ServerSocketChannel处理TCP连接，以及DatagramChannel处理UDP数据报。NIO通过非阻塞特性提高了性能，减少了CPU的等待时间，特别适合于高并发的服务器端应用。同时，NIO的多路复用机制（如Selector）进一步增强了处理多个连接的能力，使得服务器可以同时处理成千上万的客户端连接。
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