一、爲什麼要引入java.nio包？
Java 平臺傳統的I/O 系統都是基於Byte（字節）和Stream（數據流）的，相應的I/O 操
作都是阻塞型的，所以服務器程序也採用阻塞型I/O 進行數據的讀、寫操作。本文以TCP
長連接模式來討論併發型服務器的相關設計，爲了實現服務器程序的併發性要求，系統由一
個單獨的主線程來監聽用戶發起的連接請求，一直處於阻塞狀態；當有用戶連接請求到來時，
程序都會啓一個新的線程來統一處理用戶數據的讀、寫操作。
這種模式的優點是簡單、實用、易管理；然而缺點也是顯而易見的：由於是爲每一個客
戶端分配一個線程來處理輸入、輸出數據，其線程與客戶機的比例近似爲1：1，隨着線程
數量的不斷增加，服務器啓動了大量的併發線程，會大大加大系統對線程的管理開銷，這將
成爲吞吐量瓶頸的主要原因；其次由於底層的I/O 操作採用的同步模式，I/O 操作的阻塞管
理粒度是以服務於請求的線程爲單位的,有可能大量的線程會閒置,處於盲等狀態，造成I/O
資源利用率不高，影響整個系統的性能。
對於併發型服務器，系統用在阻塞型I/O 等待和線程間切換的時間遠遠多於CPU 在內
存中處理數據的時間，因此傳統的阻塞型I/O 已經成爲制約系統性能的瓶頸。Java1.4 版本
後推出的NIO 工具包，提供了非阻塞型I/O 的異步輸入輸出機制，爲提高系統的性能提供
了可實現的基礎機制。
二、什麼是nio？
針對傳統I/O 工作模式的不足，NIO 工具包提出了基於Buffer（緩衝區）、Channel（通
道）、Selector（選擇器）的新模式；Selector（選擇器）、可選擇的Channel（通道）和
SelectionKey（選擇鍵）配合起來使用，可以實現併發的非阻塞型I/O 能力。
NIO 工具包的成員
Buffer（緩衝器）
Buffer 類是一個抽象類，它有7 個子類分別對應於七種基本的數據類型：ByteBuffer、
CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer 和ShortBuffer。每一個Buffer
對象相當於一個數據容器，可以把它看作內存中的一個大的數組，用來存儲和提取所有基本
類型(boolean 型除外)的數據。Buffer 類的核心是一塊內存區，可以直接對其執行與內存有關
的操作，利用操作系統特性和能力提高和改善Java 傳統I/O 的性能。
Channel（通道）
Channel 被認爲是NIO 工具包的一大創新點，是(Buffer)緩衝器和I/O 服務之間的通道，
具有雙向性，既可以讀入也可以寫出，可以更高效的傳遞數據。我們這裏主要討論
ServerSocketChannel 和SocketChannel，它們都繼承了SelectableChannel，是可選擇的通道，
分別可以工作在同步和異步兩種方式下（這裏的可選擇不是指可以選擇兩種工作方式，而是
指可以有選擇的註冊自己感興趣的事件）。當通道工作在同步方式時，它的功能和編程方法
與傳統的ServerSocket、Socket 對象相似；當通道工作在異步工作方式時，進行輸入輸出處
理不必等到輸入輸出完畢才返回，並且可以將其感興趣的（如：接受操作、連接操作、讀出
操作、寫入操作）事件註冊到Selector 對象上，與Selector 對象協同工作可以更有效率的支
持和管理併發的網絡套接字連接。
Selector（選擇器）和SelectionKey（選擇鍵）
各類 Buffer 是數據的容器對象；各類Channel 實現在各類Buffer 與各類I/O 服務間傳輸
數據。Selector 是實現併發型非阻塞I/O 的核心，各種可選擇的通道將其感興趣的事件註冊
到Selector 對象上，Selector 在一個循環中不斷輪循監視這各些註冊在其上的Socket 通道。
SelectionKey 類則封裝了SelectableChannel 對象在Selector 中的註冊信息。當Selector 監測
到在某個註冊的SelectableChannel 上發生了感興趣的事件時,自動激活產生一個SelectionKey
對象,在這個對象中記錄了哪一個SelectableChannel 上發生了哪種事件，通過對被激活的
SelectionKey 的分析,外界可以知道每個SelectableChannel 發生的具體事件類型,進行相應的
處理。
三、nio工作原理
在併發型服務器程序中使用NIO，實際上是通過網絡事
件驅動模型實現的。我們應用Select 機制，不用爲每一個客戶端連接新啓線程處理，而是將
其註冊到特定的Selector 對象上，這就可以在單線程中利用Selector 對象管理大量併發的網絡連接，更好的利用了系統資源；採用非阻塞I/O 的通信方式，不要求阻塞等待I/O 操作完成即可返回，從而減少了管理I/O 連接導致的系統開銷，大幅度提高了系統性能。
當有讀或寫等任何註冊的事件發生時，可以從Selector 中獲得相應的
SelectionKey ， 從SelectionKey 中可以找到發生的事件和該事件所發生的具體的
SelectableChannel，以獲得客戶端發送過來的數據。由於在非阻塞網絡I/O 中採用了事件觸發機制，處理程序可以得到系統的主動通知，從而可以實現底層網絡I/O 無阻塞、流暢地讀寫，而不像在原來的阻塞模式下處理程序需要不斷循環等待。使用NIO，可以編寫出性能更好、更易擴展的併發型服務器程序