Java之nio学习

    刚刚开始接触nio的时候有点迷惑，在网上也看过很多资料，大多都是讲了怎么用，没有个系统介绍。于是就花了点时间看看。

    1、nio是java传统网络IO的升级版，nio和io的关系可以看成http协议和tcp/ip协议（升级版）
    2、nio相比于io，是更精准的传输协议。具体的下面再说。

    然后说说nio和io的比较
    io传输直接是读取byte数组，由此产生的阻塞，缓冲区的额外开销等等问题在nio上没有的，原因如下：
    首先看看nio的传输单元：java.nio包下的ByteBuffer，ShortBuffer，FloatBuffer，IntBuffer，DoubleBuffer，LongBuffer，它们都继承于Buffer，
    Buffer含有4个属性，

private int mark = -1;
private int position = 0;
private int limit;
private int capacity;

    由此可见，在传输的时候，就标注好了每个传输单元的长度/容量等一系列信息，自然在接受一端无需缓冲区了，很类似http的格式，增加了报文头等），解决网络io长久以来的缓冲区的各种问题。

    网络传输阻塞问题在nio的解决。
    原有io在socket传输时一旦信息传送停止，等待接收的线程就会一直等待直到超时异常抛出。
    nio中采用的是基于事件驱动的事件-触发的模式来避免了阻塞，或者说是反应器设计模式（可能有的人也觉得是观察者模式，的确很类似：当被被观察体改变时，所有相关的依属体都得到通知，不过观察者只限于单个事件，反应器是与多公个事件源关联）。
    nio的非阻塞机制由Channel 类和Selector 类来完成，Selector是Channel的多路复用器，Channel官方解释为服务端和客户端的一种通信机制，每个 Channel 向 Selector 注册事件。当事件从客户机处到来时， Selector 将它们多路分用并将这些事件分派到相应的 Channel 。乍一看上去就是不是很熟悉？没错，很类似Socket = SocketServer.accpet()，然后分配一个新线程给对应的Socket，但是这里的Channel仅仅是作为信息传输，不能加入额外的逻辑处理。
    相比于传统的网络IO，不需要用户自定义Thread来负责和客户端交互信息，只需要处理业务逻辑。

    以网络传输来说，运行步骤如下
    1、Channel向Selector注册
    2、有请求则Selector分配Channel进行信息传输（按照Buffer的“协议”），如果某个线程在一个Channel的I/O上阻塞时，另一个线程可以关闭这个Channel（实际物理传输层的上阻塞是不可避免的）。
    3、当某个Channel信息接受完整后，接受到的信息提交给用户自定义的处理模块完成业务处理，返回信息由这个Channel写回去

    最后说说我认为的nio的缺点(缺点仔细想想也谈不上，主要是需要注意地方)，由于加入Buffer格式，对于旧有的系统和非java.nio的系统来说，得有额外的支持。

 

评论

5 楼 cwj158 2012-03-02  

分析真到位哈。值得学习

4 楼 wupuyuan 2011-08-26  

xieyuNL 写道

wupuyuan 写道

xieyuNL 写道

咦，刚才回复怎么不见了？呵呵，不知道eye的回复还有啥机制还有啥流程么？

总之，不错不错，要顶一顶啦！

javaNIO不得不说是高性能服务器的解决方案之一，不过在其他的技术中这个东西的基本思想应该早就存在，java也是从jdk1.4开始有这个，现在已经有版本2了，有名的mina架构也是在这个基础上完成的，当然不仅仅局限于它了；但是它也有自己的应用场景，有些还是不适合用NIO来解决问题，所以希望有缺陷和一些测试场景等等吧；

说到javaNIO就不得不说下他的线程啥的，说到线程应该就不得不说扯点CPU级别的上下文切换的内容，如果将这部分内容说得很爽的话，觉得就更加完美啦。

现在在这里是只卖国外的产品，本地部门不研发新的产品，和开始的信息很不相符，所以测试场景基本没有（尤其是高性能方面的），只能“纸上谈兵”了，搞的我很郁闷 后悔当时没去淘宝了。
另外的新的技术大多是新设计模式的演化，JVM底层已经很成熟了。jdk1.7的变化不算很大。继续研究吧。呵呵

其实就JVM底层也在不断的演变中，跨越比较大的应该是1.0向1.1跨越，然后是1.5向1.6进行跨越的内核变化，对于内核的变化越来越多，因为对于各类需求的变化以及各种各样的硬件支撑的，Hotspot是开源版本的JVM，不过类似JRockit、IBM的jdk以及一些其他的等都有很多自己的实现思路，对于开源的Hotspot来讲1.7另很多公司所期待的是它对超大内存的管理（当然还有很多其他的改进，比如增加了很多指令来处理动态代码的性能），尤其是对超大内存的回收时间，虽然在1.6中的CMS GC已经有所进展但是做得还不够（经单个JVM对96G内存Full GC回收采用CMS GC大概是200ms，而采用原有的并行GC需要的是一百多秒，CPU是16个4核心的），不过我们希望的是几十毫秒搞定甚至于可以承载更大的内存空间，所以在世纪初期提出的G1的概念一直到1.7得到了印证，也是一直被大家所期盼的，按照早期论文的说法，一个JVM管理超大的内存回收的等待响应时间不再是什么问题。

呵呵，我关注的没有你这么多，我比较偏向算法或者是设计思想，比如GC开始由计数回收到现在的复制回收火车回收等等。现在大多的改进都是基于硬件的提升对应的优化。现在在写关于锁的东西，==你也来拍砖吧！

3 楼 xieyuNL 2011-08-26  

wupuyuan 写道

xieyuNL 写道

咦，刚才回复怎么不见了？呵呵，不知道eye的回复还有啥机制还有啥流程么？

总之，不错不错，要顶一顶啦！

javaNIO不得不说是高性能服务器的解决方案之一，不过在其他的技术中这个东西的基本思想应该早就存在，java也是从jdk1.4开始有这个，现在已经有版本2了，有名的mina架构也是在这个基础上完成的，当然不仅仅局限于它了；但是它也有自己的应用场景，有些还是不适合用NIO来解决问题，所以希望有缺陷和一些测试场景等等吧；

说到javaNIO就不得不说下他的线程啥的，说到线程应该就不得不说扯点CPU级别的上下文切换的内容，如果将这部分内容说得很爽的话，觉得就更加完美啦。

现在在这里是只卖国外的产品，本地部门不研发新的产品，和开始的信息很不相符，所以测试场景基本没有（尤其是高性能方面的），只能“纸上谈兵”了，搞的我很郁闷 后悔当时没去淘宝了。
另外的新的技术大多是新设计模式的演化，JVM底层已经很成熟了。jdk1.7的变化不算很大。继续研究吧。呵呵

其实就JVM底层也在不断的演变中，跨越比较大的应该是1.0向1.1跨越，然后是1.5向1.6进行跨越的内核变化，对于内核的变化越来越多，因为对于各类需求的变化以及各种各样的硬件支撑的，Hotspot是开源版本的JVM，不过类似JRockit、IBM的jdk以及一些其他的等都有很多自己的实现思路，对于开源的Hotspot来讲1.7另很多公司所期待的是它对超大内存的管理（当然还有很多其他的改进，比如增加了很多指令来处理动态代码的性能），尤其是对超大内存的回收时间，虽然在1.6中的CMS GC已经有所进展但是做得还不够（经单个JVM对96G内存Full GC回收采用CMS GC大概是200ms，而采用原有的并行GC需要的是一百多秒，CPU是16个4核心的），不过我们希望的是几十毫秒搞定甚至于可以承载更大的内存空间，所以在世纪初期提出的G1的概念一直到1.7得到了印证，也是一直被大家所期盼的，按照早期论文的说法，一个JVM管理超大的内存回收的等待响应时间不再是什么问题。

2 楼 wupuyuan 2011-08-26  

xieyuNL 写道

咦，刚才回复怎么不见了？呵呵，不知道eye的回复还有啥机制还有啥流程么？

总之，不错不错，要顶一顶啦！

javaNIO不得不说是高性能服务器的解决方案之一，不过在其他的技术中这个东西的基本思想应该早就存在，java也是从jdk1.4开始有这个，现在已经有版本2了，有名的mina架构也是在这个基础上完成的，当然不仅仅局限于它了；但是它也有自己的应用场景，有些还是不适合用NIO来解决问题，所以希望有缺陷和一些测试场景等等吧；

说到javaNIO就不得不说下他的线程啥的，说到线程应该就不得不说扯点CPU级别的上下文切换的内容，如果将这部分内容说得很爽的话，觉得就更加完美啦。

现在在这里是只卖国外的产品，本地部门不研发新的产品，和开始的信息很不相符，所以测试场景基本没有（尤其是高性能方面的），只能“纸上谈兵”了，搞的我很郁闷 后悔当时没去淘宝了。
另外的新的技术大多是新设计模式的演化，JVM底层已经很成熟了。jdk1.7的变化不算很大。继续研究吧。呵呵

1 楼 xieyuNL 2011-08-25  

咦，刚才回复怎么不见了？呵呵，不知道eye的回复还有啥机制还有啥流程么？

总之，不错不错，要顶一顶啦！

javaNIO不得不说是高性能服务器的解决方案之一，不过在其他的技术中这个东西的基本思想应该早就存在，java也是从jdk1.4开始有这个，现在已经有版本2了，有名的mina架构也是在这个基础上完成的，当然不仅仅局限于它了；但是它也有自己的应用场景，有些还是不适合用NIO来解决问题，所以希望有缺陷和一些测试场景等等吧；

说到javaNIO就不得不说下他的线程啥的，说到线程应该就不得不说扯点CPU级别的上下文切换的内容，如果将这部分内容说得很爽的话，觉得就更加完美啦。