简介及示例

Java NIO（New I/O）和OIO（Old I/O）是Java提供的两种不同的I/O模型。

OIO（Old I/O）是传统的阻塞I/O模型，也称为同步I/O。在OIO模型中，每个I/O操作（如读写操作）都会阻塞当前线程，直到操作完成或发生错误。当一个线程在执行一个I/O操作时，它无法进行其他任务，必须等待I/O操作完成后才能继续执行。这导致需要为每个连接创建一个独立的线程来处理I/O操作，当连接数量较多时，线程开销会很大。

相比之下，NIO（New I/O）是一种非阻塞I/O模型，也称为异步I/O。NIO模型中引入了选择器（Selector）和通道（Channel）的概念。通过Selector，一个线程可以同时监视多个通道的事件，并在事件发生时进行处理，从而实现了单线程处理多个通道的能力。NIO提供了一系列的Buffer，使得数据读写更加灵活。在NIO模型中，可以使用单个线程处理多个连接，大大减少了线程开销。

下面是一个简单的Java OIO（阻塞I/O）的代码示例：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class OIOExample {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);while (true) {Socket clientSocket = serverSocket.accept();BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);String message = in.readLine();System.out.println("Received message: " + message);out.println("Hello, Client!");in.close();out.close();clientSocket.close();}}
}

以上示例中，创建了一个ServerSocket并绑定到8080端口。通过accept()方法阻塞等待客户端连接，一旦有客户端连接进来，会创建一个新的Socket，并通过该Socket获取输入流和输出流。然后通过阻塞的方式进行读取和写入数据。

需要注意的是，在OIO模型中，每个连接都需要一个独立的线程来处理，当有大量的并发连接时，线程的创建和切换会带来较大的开销。

相比之下，NIO模型通过单线程处理多个通道的方式，减少了线程创建和切换的开销，提高了系统的并发能力。

下面是一个简单的Java NIO（非阻塞I/O）的代码示例：

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;public class NIOExample {public static void main(String[] args) throws IOException {Selector selector = Selector.open();ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));serverChannel.configureBlocking(false);serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);while (true) {int readyChannels = selector.select();if (readyChannels == 0) {continue;}Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();while (keyIterator.hasNext()) {SelectionKey key = keyIterator.next();if (key.isAcceptable()) {ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();SocketChannel client = server.accept();client.configureBlocking(false);client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);} else if (key.isReadable()) {SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);int bytesRead = client.read(buffer);if (bytesRead > 0) {buffer.flip();byte[] data = new byte[bytesRead];buffer.get(data);String message = new String(data);System.out.println("Received message: " + message);} else if (bytesRead < 0) {client.close();}}keyIterator.remove();}}}
}

以上示例中，通过Selector来处理多个通道的读取事件。当有新的连接进来时，会将客户端SocketChannel注册到Selector上，监听读取事件（OP_READ），然后在循环中通过遍历selectedKeys来处理各个事件。

总结

区别：

• 阻塞 vs 非阻塞：OIO是阻塞I/O模型，每个I/O操作都是阻塞的，即线程在执行I/O操作时会一直等待直到操作完成。NIO是非阻塞I/O模型，它使用Selector来实现非阻塞操作，允许单个线程处理多个通道的I/O事件。
• 多线程 vs 单线程：OIO模型中，每个连接都需要创建一个独立的线程进行处理，当连接数量较多时，线程开销较大。NIO模型中，可以使用单个线程处理多个连接，减少了线程开销。
• 通道和缓冲区：NIO引入了Channel和Buffer的概念，Channel用于读写数据，Buffer用于数据的存储和传输。OIO使用InputStream和OutputStream来进行数据的读写。

联系：

• 都属于Java的I/O模型：无论是NIO还是OIO，都是Java提供的用于进行输入输出操作的模型。
• 都可以实现网络编程：无论是NIO还是OIO，都可以用于实现网络编程，例如处理Socket连接、读写数据等。

总结来说，Java NIO相比于OIO提供了更高性能、更灵活的I/O操作方式，特别适用于处理大量连接的高并发场景。使用NIO可以充分利用单线程处理多个连接，减少线程开销。但是NIO的编程模型相对复杂，相比于OIO需要更多的代码和理解。选择使用哪种模型取决于具体的应用需求和场景。

如何选择

选择使用Java OIO（旧的I/O）还是Java NIO（新的I/O）取决于应用的需求和场景。以下是一些指导原则来帮助选择适合的I/O模型：

使用Java OIO（阻塞I/O）的情况：

1. 简单性要求：如果你的应用相对简单，只需要处理少量的连接和数据，且对性能要求不高，使用OIO可以更容易编写和理解代码。
2. 传统的阻塞模型：如果你习惯了传统的阻塞I/O编程模型，且代码已经使用了OIO，没有特别的性能需求，那么可以继续使用OIO。

使用Java NIO（非阻塞I/O）的情况：

1. 高并发和大规模连接：如果你的应用需要处理大量的并发连接，例如高性能的服务器应用、网络游戏等，使用NIO可以更好地处理并发连接和提高吞吐量。
2. 非阻塞操作：如果你需要在一个线程中处理多个通道的I/O操作，例如事件驱动编程、实现高性能的代理服务器等，使用NIO的Selector机制可以避免线程开销，提高效率。
3. I/O操作与其他任务并发：如果你的应用需要将I/O操作与其他任务并发处理，例如同时处理网络I/O和计算任务，使用NIO可以更好地实现并发和资源的充分利用。

需要注意的是，NIO的编程模型相对复杂，相比于OIO需要更多的代码和理解。在使用NIO时，需要仔细考虑事件的处理逻辑和线程安全性。此外，NIO在某些场景下可能不如OIO稳定，例如处理低延迟和实时性要求较高的应用。

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