IO和NIO的本质与区别

1、IO的本质

　　要了解IO和NIO，我们先从计算机原理上来看一下IO是什么?

　　　　IO本质上就是对内存的操作，将数据流写入内存就是Input，从内存写出数据流就是Output。

　　　　IO有五种模型：阻塞IO、非阻塞IO、IO多路复用、信号驱动IO、异步IO。

　　我们来看下Java应用程序在系统中的IO是什么样的？

　　　　系统分为用户空间和内核空间，Java应用运行在用户空间，因为对所有外部数据的处理都是由系统内核来实现的，对于Java应用程序来说，只是调用操作系统中相应的接口方法，从而和外部数据进行交互。

　　说完这一点我们再了解两个概念：DMA（也叫协处理器）和虚拟地址空间

　　DMA其实就是替CPU分担IO操作的，因为IO会存在较多的等待时间，所以由DMA来处理IO操作，从而让CPU更多地去处理计算任务。

　　虚拟地址空间：是实际物理地址的映射，是为了不同程序之间的互相隔离和保证程序中地址的确定性。

2、IO和NIO的区别

　　　　先看下二者主要区别：

（1）面向流与面向缓冲

　　Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节，直至读取所有字节，数据没有被缓存在任何地方。此外，它不能前后移动流中的数据。Java NIO将数据读取缓冲区，可以更方便地处理数据。

（2）阻塞与非阻塞

　　Java IO中，当一个线程调用 read() 或 write() 方法时，该线程会被阻塞，直到完成数据的读取或写入。Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从一个通道来读写数据，有数据就读取，没有也不会阻塞而是可以处理其他逻辑。写数据时不用等到完全写入，写的时候也可以处理其他逻辑。线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道。

（3）选择器（Selector）

　　Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道，可以注册多个通道使用一个选择器，然后使用一个单独的线程来“选择”通道：这些通道里已经有可以处理的输入，或者选择已准备写入的通道。这种选择机制，使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。

3、IO和NIO的使用

（1）IO的使用

　　Java IO中分为DataOutPut和DataInPut，分别对应IO的out和in。

　　DataOutPut有三大类，分别是Writer，OutputStream和ObjectOutput。

　　DataInput也有三大类，分别是ObjectInput，InputStream和Reader。

InputStream input = ... ; // 磁盘流或网络流   

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input));   

String nameLine   = reader.readLine(); 

（2）NIO的使用

　　Java NIO需要将数据通过通道读取到缓冲区中。

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);   

int bytesRead = inChannel.read(buffer);   

while(! bufferFull(bytesRead) ) {   
       bytesRead = inChannel.read(buffer);   
}