在學習Java NIO和IO的API時，經常會出現以下疑問？

什么時候我應該用IO,什么時候我應該用NIO?

在這篇文章中我將發表我關于NIO與IO的區別的觀點，它們的使用案例，以及它們如何影響你代碼的設計。

Java NIO與IO的主要區別

IONIO

面向流	面向緩沖
阻塞IO	非阻塞IO
無Selector	Selectors

面向流與面向緩沖

Java NIO與IO最大的不同之處在IO是面向流的，而NIO是面向緩沖的。但是，這意味著什么呢？

Java IO面向流意味著你一次會從流中讀取一個或多個字節。對于讀取到的字節怎么處理由你自己決定。這些字節是不會被緩存的。更一步，流中的數據并不能前面移動。如果需要前后移動數據，需要先將數據進行緩存。

而Java NIO面向緩存的方式稍有不同。需要后續處理的數據是先放到緩存中的。可以在緩存中前后移動。這使得數據處理變得更加靈活。然而，你需要檢查緩存里是否包含了需要處理的完整數據。并且，也需要保證沒有處理過的數據在寫入新數據時不會被覆蓋。

阻塞與非阻塞

Java IO的各種流是阻塞的。這意味著，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干任何事情了。 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，就什么都不會獲取。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的空閑時間用于在其它通道上執行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）。

Selector

Java NIO Selector允許一個線程來控制多個輸入通道。可以用一個Selector注冊多個Channle。然后，用一個線程來選擇已經準備好數據處理的Channel或都那些準備好寫的Channel。選擇器的機制使得用一個線程來控制多個Channel變得非常容易。

NIO和IO如何影響應用程序的設計

無論你選擇NIO或IO工具箱，可能會影響你應用程序的以下幾個方面：

對NIO或IO類的API調用。

數據處理。

用來處理數據的線程數。

API調用

當然，在使用IO時，NIO與IO的API調用有點不同。這一點也不奇怪。并不是直接從InputStream中直接讀取數據，NIO必須先將數據讀入到緩存中，再進行后續處理。

數據處理

使用純粹的NIO設計相較IO設計，數據處理也受到影響。

在IO設計時，數據是從InputStream或Reader中讀取的。假設你正在處理基于文本的數據，像這樣：

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

文本行的流可以像這樣處理：

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

請注意處理狀態由程序執行多久決定。換句話說，一旦reader.readLine()方法返回，你就知道肯定文本行就已讀完， readline()阻塞直到整行讀完，這就是原因。你也知道此行包含名稱；同樣，第二個readline()調用返回的時候，你知道這行包含年齡等。 正如你可以看到，該處理程序僅在有新數據讀入時運行，并知道每步的數據是什么。一旦正在運行的線程已處理過讀入的某些數據，該線程不會再回退數據（大多如此）。下圖也說明了這條原則：

在NIO實現中這將會變得有點不一樣，下面是一個簡單的例子。

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

注意到將Channel中的數據讀入到Buffer中的第二行。當那個方法返回時，其實并不知道所需要的數據是否都已經寫入到Buffer中了。僅僅知道的是一些數據已經寫入到Buffer中了。這使得數據處理變得有點麻煩。

想像一下，當調用完第一個read(buufer)方法時，僅有半行的數據被讀入到Buffer中。例如，“Name:An”。你量否可以處理這個數據？并不能。在有效處理數據之前必須等到至少有一行數據被讀入到Buffer中才行。

所以，如何能夠知道uffer中包含了能夠有效處理的足夠的數據呢？其實并不能。唯一的方法是檢查Buffer中的數據。這個結果是，你必須多次檢查Buffer中的數據來判斷數據是否完整。不僅效率低下，而且可以使程序設計方案雜亂不堪。例如：

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

bufferFull()方法需要跟蹤讀入buffer中的字節數并根據buffer是否滿了來返回true或false。換句話說，如果buffer已經準備好處理了，它將認為是full的。

bufferFull()方法掃描緩沖區，但必須保持在bufferFull（）方法被調用之前狀態相同。如果沒有，下一個讀入緩沖區的數據可能無法讀到正確的位置。這是不可能的，但卻是需要注意的又一問題。

如果緩沖區已滿，它可以被處理。如果它不滿，并且在你的實際案例中有意義，你或許能處理其中的部分數據。但是許多情況下并非如此。下圖展示了“緩沖區數據循環就緒”：

總結

NIO可以讓你僅使用一個或少量的線程來管理多個通道（網絡或文件）。但是分析數據會比阻塞的IO流更加復雜。

如果你需要同時管理成千上萬個連接，并且這個連接只發送少量的數據。比如，一個用NIO方式實現的聊天服務器將變得非常有優勢。類似的，如果需要跟其他計算機保持大量的連接，如P2P網絡。使用一個線程來管道外部連接可以也是一個優勢。單個線條，多個連接的方式如下圖所示：

如果只有少量連接，但每個連接都有占用大量的帶寬，每次需要發送大量的數據，也許采用阻塞的IO將會更加適合。下圖展示一個IO服務器的設計：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的14 Java NIO vs IO-翻译的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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