Java NIO（Non-Blocking I/O），是一種同步非阻塞的I/O模型，，也是I/O多路複用的基礎。
一般底層是透過Unix網路模型驅動的。
NIO主要有三大核心部分：Channel（通道）、Buffer（緩衝區）、Selector（多路複用器）。
傳統IO基於位元組流和字元流進行操作，而NIO基於Channel和Buffer進行操作，資料總是從Channel讀取到Buffer中，或者從Buffer寫入到Channel中。Selector用於監聽多個通道的事件，單個執行緒可以監聽多個數據通道。
NIO
Channnel
Channel是一個通道，網路資料透過Channel讀取和寫入。通道與流不同之處在於通道是雙向的，流只是在一個方向上移動（一個流必須是InputStream或者OutputStream的子類），而通道可以用於讀、寫或者二者同時進行。
因為Channel是全雙工的，所以它可以比流更好地對映底層作業系統的API。特別是UNIX網路程式設計模型中，底層作業系統的通道都是全雙工、同時支援讀寫操作的。
Buffer
Buffer是一個物件，它包含一些要寫入或者要讀出的資料。
在NIO庫中，所有資料都是用緩衝區處理的。在讀取資料時，它是直接讀到緩衝區中的；在寫入資料時，寫入到緩衝區中。任何時候訪問NIO中的資料，都是透過緩衝區操作。
緩衝區實質上是一個數組，通常是一個位元組陣列（ByteBuffer），也可以用其他種類的陣列。但是一個緩衝區不僅僅是一個數組，緩衝區提供了對資料的結構化訪問以及維護讀寫位置（limit）等資訊。
最常用的緩衝區是ByteBuffer，java每一個型別都對應有一種緩衝區，比如CharBuffer、IntBuffer等。
Buffer
當你寫資料到Buffer中時，position表示當前的位置。初始的position值為0。當一個byte、long等資料寫到Buffer後， position會向前移動到下一個可插入資料的Buffer單元。
當讀取資料時，也是從某個特定位置讀。當將Buffer從寫模式切換到讀模式，position會被重置為0。 當從Buffer的position處讀取資料時，position向前移動到下一個可讀的位置。
指標limit：
寫模式時，limit表示可以往buffer中寫入的資料大小，等於capacity。
讀模式時， limit表示你最多能讀到多少資料。
Selector
Selector會不斷地輪詢註冊在其上的Channel，如果某個Channel上面發生讀或者寫事件，這個Channel就處於就緒狀態，會被Selector輪詢出來，然後透過SelectionKey可以獲取就緒Channel的集合，進行後續的I/O操作。
一個多路複用器Selector可以同時輪詢多個Channel，由於JDK使用了epoll代替傳統的select實現，它沒有最大連結控制代碼1024或2048的限制。這也就意味著只需要一個執行緒負責Selector的輪詢，就可以接入成千上萬的客戶端。
Selector
NIO實現程式碼
服務端實現
//1。開啟ServerSocketChannel，用於監聽客戶端連線，它是所有客戶端連線的父管道ServerSocketChannel acceptor = ServerSocketChannel。open（）；//2。繫結監聽埠，設定為非阻塞模式acceptor。socket（）。bind（new InetSocketAddress。getByName（“ip”，port））；acceptor。configureBlocking（false）；//3。建立Reactor執行緒，建立多路複用器並啟動執行緒Selector selector = Selector。open（）；new Thread（new ReactorTask（））。start（）；//4。將ServerSocketChannel註冊到Reactor執行緒的多路複用器Selector上，監聽ACCEPT事件SelectionKey key = acceptor。register（selector， SelectionKey。OP_ACCEPT， ioHandler）；//5。多路複用器線上程run方法的無限迴圈體內輪詢準備就緒的Keyint num = selector。select（）；Set selectedKeys = selector。selectedKeys（）；Iterator it = selectedKeys。iterator（）；while（it。hasNext（））{ SelectionKey key = （SelectionKey） it。next（）； //I/O event。。。}//6。多路複用器監聽到有新的客戶端接入，處理新的接入請求，完成TCP三次握手，建立物理鏈路SocketChannel channel = channel。accept（）；//7。設定客戶端鏈路為非阻塞模式channel。configureBlocking（false）；channel。socket（）。setReuseAddress（true）；//8。新接入的客戶端註冊到Reactor執行緒的多路複用器上，監聽讀操作，讀取客戶端傳送的網路訊息SelectionKey key = socketChannel。register（selector， SelectionKey。OP_READ， ioHandler）；//9。非同步讀取客戶端請求訊息到緩衝區int readNumber = channel。read（receivedBuffer）；//10。對ByteBuffer進行編解碼，如果有半包訊息指標reset，繼續讀取後續豹紋，將解碼成功的訊息封裝成Task，投遞到業務執行緒池中，處理業務邏輯Object message = null；while（buffer。hasRemain（））{ message = decode（byteBuffer）； //此處省去處理讀半包問題}handlerTask（message）；//11。將POJO物件encode成ByteBuffer，呼叫SocketChannel的非同步write介面將訊息傳送給客戶端socketChannel。write（buffer）；//如果傳送區TCP緩衝區滿，會導致寫半包
客戶端實現：
SocketChannel channel = SocketChannel。open（）；channel。configureBlocking（false）；socket。setReuseAddress（true）；socket。setReceiveBufferSize（BUFFER_SIZE）；socket。setSendBufferSize（BUFFER_SIZE）；//非同步連線服務端Boolean connected = channel。connect（new InetSocketAddress（“ip”， port））；if（connected）{ channel。register（selector， SelectionKey。OP_READ， ioHandler）；} else { channel。register（selector， SelectionKey。OP_CONNECT， ioHandler）；}//建立reactor執行緒，建立多路複用器並啟動執行緒Selector selector = Selector。open（）；new Thread（new ReactorTask（））。start（）；//輪詢準備就緒的keyint num = selector。select（）；Set selectedKeys = selector。selectedKeys（）；Iterator it = selectedKeys。iterator（）；while（it。hasNext（））{ SelectionKey key = （SelectionKey） it。next（）； //I/O event。。。}if（key。isConnectable（））//hanlerConnect（）；
總結
1。 客戶端發起的連線操作是非同步的；
2。 SocketChannel的讀寫操作都是非同步的；
3。 執行緒模型的最佳化，使用了epoll實現，沒有連線控制代碼數的限制，可以處理成千上萬個客戶端連線，而且效能不會隨著客戶端的增加而線性下降
適合做高效能、高負載的網路伺服器。
