【Java】NIO和BIO有什么区别？答案：天壤之别
【Java】NIO不简单呐，Channel、Buffer、Selector
一、什么是NIO
1.概念
NIO是java1.4中引入的，被称为new I/O，也有说是non-blocking I/O，NIO被成为同步非阻塞的IO。
2.跟BIO流的区别
- BIO是面向流的，NIO是面向块（缓冲区）的。
- BIO的流都是同步阻塞的，而NIO是同步非阻塞的。
- NIO会等待数据全部传输过来再让线程处理，BIO是直接让线程等待。
- NIO有选择器，而BIO没有。
二、如何使用
这里以文件复制为例
1.代码
public class test {
public static void main(String[] args){
try{
File inFile=new File("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\study.PNG");
File outFile=new File("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\study1.PNG");
FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(inFile);
FileOutputStream fileOutputStream=new FileOutputStream(outFile);
/**
* RandomAccessFile accessFile=new RandomAccessFile(inFile,"wr");
* FileChannel inFileChannel=accessFile.getChannel();
* 和下面两行代码是一样的，都是可以拿到FileChannel
*/
FileChannel inFileChannel=fileInputStream.getChannel();
FileChannel outFileChannel=fileOutputStream.getChannel();
ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(1024*1024);
while (inFileChannel.read(buffer)!=-1){
buffer.flip();
outFileChannel.write(buffer);
buffer.clear();
}
inFileChannel.close();
outFileChannel.close();
fileInputStream.close();
fileOutputStream.close();
}catch (Exception e){}
}
}
我的桌面上的确多了一张一模一样的图片
2.解释
使用NIO的话，需要注意几个步骤：
- 打开流
- 获取通道
- 创建Buffer
- 切换到读模式 buffer.flip()
- 切换到写模式 buffer.clear();
其实这里也看不出来它是怎么使用缓冲区的，上面这段代码中的while循环的作用和下面的代码是一样的
while ((i=fileInputStream.read())!=-1){
fileOutputStream.write(i);
}
那我们来检验一下它们的性能吧
3.BIO和NIO的性能区别
代码
我整理了一下代码，把复制文件的功能都整合在方法里了，只需要传入两个文件对象的就可以了
private static void NIOTest(File inFile,File outFile) {
long startTime = System.currentTimeMillis();
try{
//创建文件流
FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(inFile);
FileOutputStream fileOutputStream=new FileOutputStream(outFile);
//获取通道
FileChannel inFileChannel=fileInputStream.getChannel();
FileChannel outFileChannel=fileOutputStream.getChannel();
//开辟缓冲区，设置缓冲区大小
ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate((int)inFile.length());
//读取
while (inFileChannel.read(buffer)!=-1){
//写入
buffer.flip();
outFileChannel.write(buffer);
buffer.clear();
}
//关闭通道和流
inFileChannel.close();
outFileChannel.close();
fileInputStream.close();
fileOutputStream.close();
}catch (Exception e){}
System.out.println("NIO: "+(System.currentTimeMillis()-startTime)+"ms");
}
private static void IOTest(File inFile,File outFile) {
long startTime = System.currentTimeMillis();
try{
FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(inFile);
FileOutputStream fileOutputStream=new FileOutputStream(outFile);
int i=0;
byte[] bytes=new byte[(int)inFile.length()];
while (fileInputStream.read(bytes)!=-1){
fileOutputStream.write(bytes);
}
fileInputStream.close();
fileOutputStream.close();
}catch (Exception e){}
System.out.println("IO: "+(System.currentTimeMillis()-startTime)+"ms");
}
结果：
IO: 2ms
NIO: 5ms
这个文件才一百k，换个大的文件试一下，这里我用了一个六十多M的压缩包
IO: 712ms
NIO: 737ms
结论
根据我的多次实验，发现，在开辟的缓存区大小一样的情况下，NIO并不比IO快
但是，当在处理比较大的文件时，缓存区的大小设置为‘文件大小/8~64’时，NIO比IO快，当然这个范围也不是准确的，有兴趣的可以一个一个去测试，看看那个比较快
而在处理比较小的文件时，无论缓存区的大小设置为多少，NIO都比IO慢。
我是根据测试结果来做的的总结，可能文件再大一点就会不一样了，如果有大佬做了其他测试，得出了新结论的话，可以告诉我，我把结论改一下。
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后续的补充：
在文件传输方面体现不出NIO的优势，在本地传输文件的话，不存在多个请求，所以这里的BIO和NIO差别不会太大。只有在同时有多个请求过来的情况下，才会体现出NIO的优势，所以NIO一般都是在网络编程中提到的，本地的磁盘IO使用NIO效果甚微，后续有机会的话，我会出一期网络编程的NIO，彻底把Java的NIO讲清楚。
4.selector的使用
只有使用套接字（ServerSocketChannel/SocketChannel）才能真正发挥NIO的非阻塞，但是，我对套接字这些不是很懂，就只好贴个别人写好的客户机和服务器的网址了
NIO的Selector介绍和例子代码
就不献丑了
步骤
画了个图来表示，这是关于selector的配置流程，在循环中根据不同key值所进行的操作，跟上面文件复制的例子差不多了，只不过这里的Channel是通过 key.channel()获得的
三、总结
使用NIO比使用BIO繁琐，除开Selector，NIO与BIO之间不同的就是缓冲区有所不同，BIO的缓冲区就是一个单纯的数组，而NIO的缓冲区则有很多定位的属性，操作起来也比BIO的数组麻烦
而Selector则让NIO实现了多路复用的功能，通过SelectorKey的迭代器就可以实现对多个Channel的不断轮询，从而实现多路复用
最后，我也有一个问题，一直没有搞懂，就是NIO的非阻塞到底体现在哪里？
是它底层的实现和IO流的不一样？还是因为有了Selector？
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回答：其实这里涉及到了NIO和BIO的底层是怎么运行的，我当时没有搞明白，就留下了这个疑惑，不过现在我就有了答案。拿网络IO来举例，BIO的话，每次网络请求过来之后，服务器都是会为这个请求创建一个线程，这个线程会一直等待这个请求后续的数据，等处理完成后才会销毁这个线程；而NIO，当每次网络请求过来时，服务器不会马上创建一个线程去处理这个请求，而是会交给一个Selector线程，只有这个请求后续的数据全部传输过来后，Selector才会去通知其他其他线程或者创建一个线程来处理这个请求。
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