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在Java里NIO和IO有什么不同_Java IO模型演进解析

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发布: 2025-12-23 12:58:03
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Java传统IO面向流、阻塞、无事件通知,以单向Stream为核心;NIO面向缓冲区、支持非阻塞、通过Selector实现I/O多路复用,以Channel、Buffer、Charset、Selector四大组件为基础。

在java里nio和io有什么不同_java io模型演进解析

面向流 vs 面向缓冲区

Java传统IO是面向流的:数据像水流一样单向流动,每次读一个或多个字节,没有内置缓存机制。你无法在已读数据中回退或跳跃,想随机访问就得自己把数据先存进数组或集合。

NIO是面向缓冲区的:数据必须先读进Buffer(如ByteBuffer),再统一处理。Buffer支持position、limit、capacity等指针操作,允许你在数据中前后移动、重复读取、分段解析——这对协议解析(如HTTP头/体分离)、断点续传、零拷贝等场景很关键。

阻塞 vs 非阻塞IO

传统IO中,InputStream.read()、ServerSocket.accept()都是阻塞调用:线程会一直挂起,直到有数据可读或连接到达。一个连接通常绑定一个线程,高并发下线程数爆炸。

NIO默认支持非阻塞模式:Channel可以设为configureBlocking(false),调用read()时若无数据立即返回0或-1,线程不会卡住,可立刻去干别的事。这为单线程管理成百上千连接打下基础。

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选择器机制让单线程高效复用

IO没有统一事件通知机制,监听多个Socket需多线程轮询或阻塞等待,资源浪费大。

NIO引入Selector(选择器):一个线程注册多个Channel(如多个SocketChannel),调用select()即可批量获知哪些Channel就绪(可读、可写、已连接)。这是Reactor模式的核心支撑,也是Netty、Tomcat NIO线程模型的底层依据。

核心抽象与数据处理方式不同

IO以Stream(流)为核心,分为InputStream/OutputStream(字节)和Reader/Writer(字符),强调“顺序读写”。

NIO以四大组件为基础:
- Channel:双向通道(支持读+写),替代了单向流;
- Buffer:数据容器,必须flip()/clear()配合使用;
- Charset:显式编码解码,避免乱码更可控;
- Selector:实现I/O多路复用。

例如,用FileChannel配合MappedByteBuffer还能实现内存映射文件,跳过内核态拷贝,提升大文件读写性能。

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