在研究Java NIO和IO API時，很快就會想到一個問題：

什么時候應該使用IO，什么時候應該使用NIO？

在本文中，我將嘗試闡明Java NIO和IO之間的區別，它們的用例以及它們如何影響代碼的設計。 ###Java NIO和IO之間的主要區別 下表總結了Java NIO和IO之間的主要區別。 我將在表格后面的部分詳細介紹每個區別。

IONIO

面向流	利用緩沖區
阻塞IO	非阻塞IO
	Selectors

###流導向vs緩沖導向 Java NIO和IO之間的第一大區別是IO是面向流的，其中NIO是面向緩沖區的。 那么，這是什么意思？

面向流的Java IO意味著您一次從流中讀取一個或多個字節。 你所做的讀字節取決于你。 他們沒有被緩存在任何地方。 而且，您不能前后移動數據流。 如果您需要前后移動從流中讀取的數據，則需要先將其緩存在緩沖區中。

Java NIO的面向緩沖區的方法略有不同。 數據被讀入一個緩沖區，稍后進行處理。 您可以根據需要前后移動緩沖區。 這給你在處理過程中更多的靈活性。 但是，您還需要檢查緩沖區是否包含您需要的所有數據，以便對其進行全面處理。 而且，您需要確保在將更多數據讀入緩沖區時，不會覆蓋尚未處理的緩沖區中的數據。 ###阻塞vs非阻塞IO Java IO的各種流都被阻塞。 這意味著，當一個線程調用一個read（）或write（）時，該線程被阻塞，直到有一些數據要讀取，或者數據被完全寫入。 線程在此期間不能做其他事情。

Java NIO的非阻塞模式使得線程可以請求從一個通道讀取數據，并且只獲取當前可用的數據，或者根本沒有任何數據可用。 線程可以繼續使用別的東西，而不是在數據可用于讀取之前保持阻塞狀態。

無阻塞寫入也是如此。 一個線程可以請求將一些數據寫入一個通道，但不要等待它被完全寫入。 線程然后可以繼續，同時做其他事情。

線程在沒有被IO阻塞的情況下花費空閑時間，通常是在其他通道上同時執行IO。 也就是說，一個線程現在可以管理多個輸入輸出通道。

###Selectors Java NIO的選擇器允許單線程監視多個輸入通道。 您可以使用選擇器注冊多個通道，然后使用單個線程“選擇”可用于處理的輸入通道，或者選擇準備寫入的通道。 這個選擇器機制使單個線程可以輕松管理多個通道。 ###NIO和IO如何影響應用程序設計 無論您選擇NIO還是IO作為您的IO工具包，都可能會影響您應用程序設計的以下方面：

API調用NIO或IO類。

數據的處理。

用于處理數據的線程數。 ###API調用 當然，使用NIO時的API調用看起來不同于使用IO時的調用。 這并不奇怪。 而不只是從例如數據字節讀取字節。 一個InputStream，數據必須首先被讀入一個緩沖區，然后從那里被處理。 ###數據處理 當使用純粹的NIO設計時，數據的處理也會受到IO設計的影響。

在IO設計中，您從InputStream或Reader讀取字節的數據字節。 想象一下，你正在處理一系列基于行的文本數據。 例如：

Name: Anna Age: 25 Email: anna@mailserver.com Phone: 1234567890 復制代碼

這條文本行可以像這樣處理：

InputStream input = ... ; // get the InputStream from the client socketBufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input));String nameLine = reader.readLine(); String ageLine = reader.readLine(); String emailLine = reader.readLine(); String phoneLine = reader.readLine(); 復制代碼

注意處理狀態是由程序執行的程度決定的。 換句話說，一旦第一個reader.readLine（）方法返回，您肯定知道已經讀取了一整行文本。 readLine（）阻塞直到讀完整行，這就是為什么。 你也知道這行包含名字。 同樣，當第二個readLine（）調用返回時，您知道該行包含年齡等

正如你所看到的，只有當有新的數據要讀取時，程序才會進行，并且每一步你都知道數據是什么。 一旦正在執行的線程通過讀取代碼中的某段數據，線程就不會在數據中倒退（大部分不是）。 這個原理在這個圖中也有說明：

NIO的實現看起來不同。 這是一個簡單的例子：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);int bytesRead = inChannel.read(buffer); 復制代碼

注意從通道讀取字節到ByteBuffer的第二行。 當該方法調用返回時，您不知道所需的所有數據是否在緩沖區內。 所有你知道的是，緩沖區包含一些字節。 這使得處理有點困難。

想象一下，如果在第一次讀取（緩沖區）調用之后，所有讀入緩沖區的內容都是半行。 例如，"Name: An"。 你能處理這些數據嗎？ 不是真的。 你需要等待，直到完整的一行數據已經進入緩沖區，才有意義處理任何數據。

那么如何知道緩沖區中是否包含足夠的數據才能處理？ 那么，你沒有。 唯一的辦法就是查看緩沖區中的數據。 結果是，您可能需要多次檢查緩沖區中的數據，才能知道所有數據是否在內部。 這既是低效的，而且在程序設計方面可能變得混亂。 例如：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);int bytesRead = inChannel.read(buffer);while(! bufferFull(bytesRead) ) {bytesRead = inChannel.read(buffer); } 復制代碼

bufferFull（）方法必須跟蹤有多少數據被讀入緩沖區，并根據緩沖區是否已滿而返回true或false。 換句話說，如果緩沖區準備好處理，則認為已滿。

bufferFull（）方法掃描緩沖區，但必須保持緩沖區處于與調用bufferFull（）方法之前相同的狀態。 否則，讀入緩沖區的下一個數據可能無法在正確的位置讀入。 這不是不可能的，但這是另一個需要注意的問題。

如果緩沖區已滿，可以進行處理。 如果它沒有滿，那么你可能能夠部分處理任何數據，如果這在你的特定情況下是有意義的。 在許多情況下，它不是。

圖中顯示了is-data-in-buffer-ready循環：

###概要 NIO允許您僅使用一個（或幾個）線程來管理多個通道（網絡連接或文件），但代價是解析數據可能比從阻塞流讀取數據時要復雜一些。

如果你需要管理數以千計的同時打開的連接，每一個只發送一點點的數據，例如聊天服務器，在NIO中實現服務器可能是一個優勢。 同樣，如果你需要保持與其他計算機的大量開放連接，例如 在P2P網絡中，使用單個線程來管理所有出站連接可能是一個優勢。 這一個線程，多個連接設計如下圖所示：

如果您的連接帶寬非常高，一次發送大量數據，那么傳統的IO服務器實現可能是最合適的。 該圖說明了一個經典的IO服務器設計：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java NIO （十四）NIO 和 IO 的区别和适用场景分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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