NIO即New IO，這個庫是在JDK1.4中才引入的。NIO和IO有相同的作用和目的，但實現方式不同，NIO主要用到的是塊，所以NIO的效率要比IO高很多。在Java API中提供了兩套NIO，一套是針對標準輸入輸出NIO，另一套就是網絡編程NIO。
爲了提高IO速度，在JDK 1.4 中新加入了NIO（New Input/Output）類，引入了一種基於通道（Channel）與緩衝區（Buffer）的I/O 方式，它可以使用Native 函數庫直接分配堆外內存，然後通過一個存儲在Java 堆裏面的DirectByteBuffer 對象作爲這塊內存的引用進行操作。這樣能在一些場景中顯著提高性能，因爲避免了在Java 堆和Native 堆中來回複製數據。顯然，本機直接內存的分配不會受到Java 堆大小的限制，但是，既然是內存，則肯定還是會受到本機總內存（包括RAM 及SWAP 區或者分頁文件）的大小及處理器尋址空間的限制。
對於IO和NIO的學習 要先理解幾個概念
用戶空間、內核空間
現在操作系統都是採用虛擬存儲器，那麼對32位操作系統而言，它的尋址空間（虛擬儲存空間）爲4G（2的32次方）。操作系統的核心是內核，獨立於普通的應用程序，可以訪問受保護的內存空間，也有訪問底層硬件設備的所有權限。爲了保證用戶進程不能直接操作內核，保證內核的安全，操作系統將虛擬空間劃分爲兩個部分，一個部分爲內核空間，一部分爲用戶空間。
如何分配這兩個空間的大小也是有講究的，如windows 32位操作系統，默認的用戶空間：內核空間的比例是1:1;而在32位Linux系統中的默認比例是3:1（3G用戶空間，1G內核空間）。
進程切換
爲了控制進程的執行，內核必須要有能力掛起正在CPU上運行的進程，並恢復以前掛起的某個進程的執行。這種行爲成爲進程的切換。任何進程都是在操作系統內核的支持下運行的，是與內核緊密相關的。
同步、異步、阻塞、非阻塞
同步與異步：描述的是用戶線程與內核的交互方式，同步指用戶線程發起IO請求後需要等待或者輪詢內核IO操作完成後才能繼續執行；而異步是指用戶線程發起IO請求後仍然繼續執行，當內核IO操作完成後會通知用戶線程，或者調用用戶線程註冊的回調函數。
同步與異步關注的是消息通知機制，所謂同步，就是在消息發出時，得不到返回值，該“調用”就不返回，但一旦返回，就得到返回值。即調用者主動等待這個“調用”的結果。異步則相反，異步在發出之後，調用會立刻返回，並沒有得到返回結果。即異步調用發出後，被調用者通過狀態，消息或者通過回調函處理這個調用。即去書店買書，我打電話給書店老闆詢問是否有A這本書，並一直等到書店老闆告訴我有或沒有我才掛電話，這是同步；若我打電話給書店老闆詢問是否有A這本書，這時老闆說他去查一下並掛了電話（不返回結果），他過一會會主動打電話給你通知是否有這本書，這裏老闆通過打電話的方式來“回調”。
阻塞與非阻塞：描述是用戶線程調用內核IO操作的方式，阻塞是指IO操作需要徹底完成後才返回到用戶空間；而非阻塞是指IO操作被調用後立即返回給用戶一個狀態值，無需等到IO操作徹底完成。
阻塞與非阻塞從個人的角度出發，比如我打電話給書店老闆詢問是否有A這本書，我在等老闆回我這個過程中”掛起“，直到老闆回我結果，那就是阻塞，反之我在這個過程中去幹別的比如我一邊打電話一邊看電視，直到老闆回我，這就是非阻塞，但我在幹別的時候還要不停地留意check老闆有沒有回我。即阻塞與非阻塞關注的是程序在等待調用結果（消息，返回值）時的狀態。
下表總結了Java IO和NIO之間的主要區別：
| IO | NIO |
| 面向流 | 面向緩衝 |
| 阻塞IO | 非阻塞IO |
| 無 | 選擇器 |
1、面向流與面向緩衝
Java IO和NIO之間第一個最大的區別是，IO是面向流的，NIO是面向緩衝區的。 Java IO面向流意味着每次從流中讀一個或多個字節，直至讀取所有字節，它們沒有被緩存在任何地方。此外，它不能前後移動流中的數據。如果需要前後移動從流中讀取的數據，需要先將它緩存到一個緩衝區。 Java NIO的緩衝導向方法略有不同。數據讀取到一個它稍後處理的緩衝區，需要時可在緩衝區中前後移動。這就增加了處理過程中的靈活性。但是，還需要檢查是否該緩衝區中包含所有您需要處理的數據。而且，需確保當更多的數據讀入緩衝區時，不要覆蓋緩衝區裏尚未處理的數據。
2、阻塞與非阻塞IO
Java IO的各種流是阻塞的。這意味着，當一個線程調用read() 或 write()時，該線程被阻塞，直到有一些數據被讀取，或數據完全寫入。該線程在此期間不能再幹任何事情了。Java NIO的非阻塞模式，使一個線程從某通道發送請求讀取數據，但是它僅能得到目前可用的數據，如果目前沒有數據可用時，就什麼都不會獲取，而不是保持線程阻塞，所以直至數據變的可以讀取之前，該線程可以繼續做其他的事情。 非阻塞寫也是如此。一個線程請求寫入一些數據到某通道，但不需要等待它完全寫入，這個線程同時可以去做別的事情。 線程通常將非阻塞IO的空閒時間用於在其它通道上執行IO操作，所以一個單獨的線程現在可以管理多個輸入和輸出通道（channel）。
3、選擇器（Selectors）
Java NIO的選擇器允許一個單獨的線程來監視多個輸入通道，你可以註冊多個通道使用一個選擇器，然後使用一個單獨的線程來“選擇”通道：這些通道里已經有可以處理的輸入，或者選擇已準備寫入的通道。這種選擇機制，使得一個單獨的線程很容易來管理多個通道。
NIO可讓您只使用一個（或幾個）單線程管理多個通道（網絡連接或文件），但付出的代價是解析數據可能會比從一個阻塞流中讀取數據更復雜。
如果需要管理同時打開的成千上萬個連接，這些連接每次只是發送少量的數據，例如聊天服務器，實現NIO的服務器可能是一個優勢。同樣，如果你需要維持許多打開的連接到其他計算機上，如P2P網絡中，使用一個單獨的線程來管理你所有出站連接，可能是一個優勢。
如果你有少量的連接使用非常高的帶寬，一次發送大量的數據，也許典型的IO服務器實現可能非常契合。
JAVA
NIO其內部的IO實現是同步的，採用基於selector實現的事件驅動機制。
select是同步的因爲它對IO的讀寫還是同步阻塞的，只是通過線程複用，將IO的準備時間分離出來。真的進行IO時還得等，即同步非阻塞。。
異步網絡 jdk 7已經有支持。你可以參考 AsynchronousServerSocketChannel。這個纔是真正的異步IO，不支持UDP；
