Java NIO 入門學習(過門)

Java NIO(New IO) 還是在 JDK 1.4 中引入的新特性。JDK 1.4 的另一重要特性Regex大家應該經常用到，但 NIO 就可能使用寥寥了，大概是緣於舊有 IO 體系仍然夠用。有如 JDK1.5 早就泛型和註解了，但基於各種原因而無法親力去實踐泛型和註解一般，NIO 多數時候也只是與我們擦著肩而已。

相比與 Old IO，NIO 在某些領域裡確有其過人之處，所以現在讓我們一起來對 NIO 有個更楚的認識。

NIO 的相關 API，在 java.nio 中，它會與你糾纏的就是各種 Channel 和 Buffer。相關的應用在於處理通道和緩衝區、非同步(非阻塞)的 IO、檔案的鎖定、字元集的處理上。

Channel 可以通過調用 FileInputStream、FileOutputStream、RandomAccessFile、DatagramSocket、ServerSocket 和 Socket 的 getChannel() 方法獲得。Channel 有點像舊 I/O 的流，舊 I/O 的讀寫操作可以在流上直接進行，而 NIO 都是在各種 Buffer 上讀寫資料。

由於使用了專屬的通道和緩衝區，相比舊有的 IO 流處理的是位元組流(流 IO)，NIO 所使用的方式是塊 I/O，所以在大塊資料處理時塊 I/O 比流 I/O 效率要高。NIO 在一定程度上相當於用本地代碼來處理了 I/O 操作。

非同步 I/O 使得你在進行網路傳輸時，無需像原來那樣 read()/write() 來阻塞線程來等待資料的到來和直至寫完資料。NIO 的方式是註冊監聽器來監聽通道上的事件，在一個線程上就能流暢的處理 Socket 通訊。不像舊 I/O 必須求助於輪詢並建立許許多多的線程來處理大量的串連。

例如，基於 NIO 的組件有，網路應用程式框架 Apache MINA，Memcached 用戶端 XMemcached，Socket 應用組件 xSocket，還有 Tomcat 6 也支援使用 NIO 的 connector 了。

檔案鎖使得 Java 程式也可以對整個檔案或檔案的部分進行獨佔(排它)或共用的讀或寫，防止了不同的進程對同一個檔案的幹擾。不過在不同的作系統下的行為可能會有細微的差異。檔案鎖(Lock)可以通過 Channel 的 lock() 或 tryLock() 獲得，Channel 的 release() 方法或關閉通道時即釋放了鎖。

另外，NIO 可以更好的使用控制字元集。

與 NIO 還有一個很重要的 Buffer 就是記憶體對應檔--通過調用 FileChannel 類的 map() 方法可獲得 MappedByteBuffer，此記憶體對應檔與 Windows 下的記憶體映射有相似性，又不盡然，Windows 下的記憶體對應檔可用來在不同的進程間共用資料，Java 的這個東西要細究下。

以上本就是泛泛而語，初識者或會覺得不知所云，也無甚味可解，原本就是對 Java NIO 的粗獷的理解，雜亂而無序。

在 IBM DeveloperWorks 上有一個 Java NIO 入門教程，https://www6.software.ibm.com/developerworks/cn/education/java/j-nio/tutorial/index.html，為了便於學習和分享，特製作成了一個 chm 檔案：NIO 入門.chm.rar。

參考資料：1. 基於事件的NIO多線程伺服器
        2. Servlet API 和 NIO: 最終組合在一起
        3. Java NIO原理和使用
        4. 使用Java NIO編寫高效能的伺服器
        5. Java NIO API詳解
        6. nio檔案讀寫