NIO 与 IO

Java NIO 的核心组成：通道、缓冲区、选择器，以及与标准 IO 的差异。

NIO 概述

Java NIO（New IO，Java 1.4 起）是替代标准 Java IO API 的新 IO 方式。与标准 IO 的核心差异：

对比项	标准 IO	NIO
操作对象	字节流 / 字符流	通道（Channel）+ 缓冲区（Buffer）
阻塞性	阻塞式 IO	支持非阻塞 IO
多路复用	无	选择器（Selector）监听多个通道

三大核心组件

1. Channels（通道）：数据总是从通道读到缓冲区，或从缓冲区写入通道
2. Buffers（缓冲区）：数据承载容器
3. Selectors（选择器）：监听多个通道的事件（连接打开、数据到达），单线程可监听多个数据通道

Channel 与 Buffer

Channel 类似流，但不同：

• 既可从通道读数据，也可写数据到通道（流的读写通常是单向的）
• 通道可以异步读写
• 通道的数据总要先读到一个 Buffer，或从一个 Buffer 写入

Channel 实现：

• FileChannel（文件 IO）
• DatagramChannel（UDP 网络 IO）
• SocketChannel（TCP 网络 IO）
• ServerSocketChannel（TCP 服务端）

Buffer 实现：ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer、ShortBuffer，覆盖所有基本数据类型；还有 MappedByteBuffer 表示内存映射文件。

Selector（选择器）

Selector 允许单线程处理多个 Channel。适用场景：应用打开多个连接，但每个连接流量都很低（如聊天服务器）。

使用流程：

1. 向 Selector 注册 Channel
2. 调用 select() 方法——阻塞直到某个注册的通道有事件就绪
3. 返回后处理这些事件（新连接进来、数据接收等）

非阻塞 IO

NIO 可以非阻塞地使用 IO：线程从通道读取数据到缓冲区时，还可以做其他事情；数据写入缓冲区后，线程继续处理它。

IO 中的设计模式

JDK 的 I/O 包中主要使用了两种设计模式：

• Adapter 模式（适配器）：如 InputStreamReader 把字节流适配为字符流
• Decorator 模式（装饰器）：如 BufferedInputStream 为流添加缓冲功能

Android 相关

目前 Okio 已被集成进 Android 包，Okio 底层实现基于对 IO 的高效封装（Source/Sink 抽象 + Buffer），面试中也常被问到与 NIO 的关系。