在研究Java NIO和IO API时，很快就会发现一个问题：
我什么时候应该使用IO，什么时候应该使用NIO？
在本文中，我将尝试阐明Java NIO和IO之间的差异，它们的用例以及它们如何影响程式码的设计。
Java NIO和IO的主要区别
下表总结了Java NIO和IO之间的主要区别。我将在表格后面的部分中详细介绍每个区别。
IONIOStream orientedBuffer orientedBlocking IONon blocking IO
Selectors
Stream Oriented vs. Buffer Oriented
Java NIO和IO之间的第一个重要区别是IO是面向流的，其中NIO是面向缓冲区的。那么，这意味着什么？
面向流的Java IO意味着您可以从流中一次读取一个或多个字节。你对读取的字节做什么取决于你。它们不会快取在任何地方。此外，您无法在流中的资料中前后移动。如果需要在从流中读取的资料中前后移动，则需要先将其快取在缓冲区中。
Java NIO的面向缓冲区的方法略有不同。资料被读入缓冲区，稍后处理该缓冲区。你可以根据需要在缓冲区中前后移动。这使你在处理过程中具有更大的灵活性。但是，你还需要检查缓冲区是否包含完整处理所需的所有资料。并且，你需要确保在将更多资料读入缓冲区时，不要覆盖尚未处理的缓冲区中的资料。
Blocking vs. Non-blocking IO
Java IO的各种流都是blocking的。这意味着，当执行绪呼叫read（）或write（）时，该执行绪将被阻塞，直到有一些资料要读取，或者资料被完全写入，在此期间，该执行绪无法执行任何其他操作。
Java NIO的非阻塞模式允许执行绪请求从通道读取资料，并且只获取当前可用的内容，或者根本没有资料，如果当前没有资料可用。执行绪可以继续使用其他内容，而不是在资料可供读取之前保持阻塞状态。
非阻塞写入也是如此，执行绪可以请求将某些资料写入通道，但不要等待它完全写入。然后执行绪可以继续并在同一时间做其他事情。
执行绪在IO呼叫中没有阻塞时花费空闲时间，通常在此期间在其他通道上执行IO。也就是说，单个执行绪现在可以管理多个输入和输出通道。
Selectors
Java NIO的选择器允许单个执行绪监视多个输入通道。你可以使用选择器注册多个通道，然后使用单个执行绪“选择”具有可用于处理的输入的通道，或者选择准备写入的通道。这种选择器机制使单个执行绪可以轻松管理多个通道。
NIO和IO如何影响应用程序设计
选择NIO或IO作为IO工具包可能会影响应用程序设计的以下方面:
API呼叫NIO或IO类。处理资料。用于处理资料的执行绪数。API呼叫
当然，使用NIO时的API呼叫看起来与使用IO时不同。这并不奇怪。而不是仅仅从例如InputStream读取字节的资料字节，必须首先将资料读入缓冲区，然后从那里进行处理。
资料处理
使用纯NIO设计与IO设计时，资料处理也会受到影响。
在IO设计中，您从InputStream或Reader中读取字节的资料字节。想象一下，您正在处理基于行的文字资料流。例如：
Name: Anna
Age: 25
Email: [email protected]
Phone: 1234567890
这个文字行流可以像这样处理：
InputStream input = ... ; // get the InputStream from the client socket
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input));
String nameLine = reader.readLine();
String ageLine = reader.readLine();
String emailLine = reader.readLine();
String phoneLine = reader.readLine();
注意处理状态是如何，由程式执行的程度决定的。换句话说，一旦第一个reader.readLine（）方法返回，您就确定已经读取了整行文字。readLine（）会阻塞直到读取整行，这就是原因。您还知道此行包含名称。同样，当第二个readLine（）呼叫返回时，您知道此行包含年龄等。
正如您所看到的，只有当有新资料要读取时，程式才会进行，并且对于每个步骤，您都知道该资料是什么。一旦执行的执行绪已经超过读取程式码中的某个资料片段，该执行绪就不会在资料中向后移动（通常不会）。此图中还说明了此原则：
Java IO：从阻塞流中读取资料。
NIO的实现看起来会有所不同。这是一个简化的例子：
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = inChannel.read(buffer);
注意第二行从通道读取字节到ByteBuffer。当该方法呼叫返回时，您不知道所需的所有资料是否都在缓冲区内。你只知道缓冲区包含一些字节，这使得处理更加困难。
想象一下，在第一次读取（缓冲）呼叫之后，是否所有读入缓冲区的内容都是半行。例如，“姓名：An”。你能处理这些资料吗？并不是的。在完成任何资料的处理之前，您需要等待至少一整行资料进入缓冲区。
那么你怎么知道缓冲区是否包含足够的资料来处理它？好吧，你没有。找出的唯一方法是检视缓冲区中的资料。结果是，在您知道所有资料是否存在之前，您可能需要多次检查缓冲区中的资料。这既低效又可能在程式设计方面变得混乱。例如：
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = inChannel.read(buffer);
while(! bufferFull(bytesRead) ) {
bytesRead = inChannel.read(buffer);
}
bufferFull（）方法必须跟踪读入缓冲区的资料量，并返回true或false，具体取决于缓冲区是否已满。换句话说，如果缓冲区已准备好进行处理，则认为它已满。
bufferFull（）方法扫描缓冲区，但必须使缓冲区保持与呼叫bufferFull（）方法之前相同的状态。如果不是，则可能无法在正确的位置读入读入缓冲区的下一个资料。这不是不可能的，但这是另一个需要注意的问题。
如果缓冲区已满，则可以对其进行处理。如果它不满，您可能能够部分处理那里的任何资料，如果这在您的特定情况下是有意义的。在许多情况下，它没有。
这个图中说明了is-data-in-buffer-ready循环：
Java NIO：从通道读取资料，直到所有需要的资料都在缓冲区中。
摘要
NIO允许您仅使用一个（或几个）执行绪来管理多个通道（网络连线或档案），但成本是解析资料可能比从阻塞流中读取资料时更复杂。
如果您需要同时管理数千个开启的连线，每个只发送一些资料，例如聊天服务器，在NIO中实现服务器可能是一个优势。同样，如果您需要与其他计算机保持大量开放连线，例如在P2P网络中，使用单个执行绪来管理所有出站连线可能是一个优势。此图中说明了这一个执行绪，多个连线设计：
Java NIO：管理多个连线的单个执行绪。
如果您拥有较少带宽的连线，一次传送大量资料，那么可能最经典的IO服务器实现可能是最合适的。此图说明了经典的IO服务器设计：
Java IO：经典的IO服务器设计 - 由一个执行绪处理的一个连线。
简化理解
就读取速度来说：CPU > 内存 > 硬盘
I- 就是从硬盘到内存
O- 就是从内存到硬盘
第一种方式：从硬盘读取资料，然后程式一直等，资料读完后，继续你的操作。这种方式是最简单的，叫阻塞IO。
第二种方式：从硬盘读取资料，然后程式继续向下执行，等资料读取完后，通知当前程式读取完成（对硬件来说叫中断，对程式来说叫回调），然后此程式可以立即处理读取的资料，也可以执行完当前操作后再对读取完的资料进行操作。
总结
操作系统是按块 Block从硬盘拿资料，就如同一个大脸盆，一下子就放入了一盆水。但是，当 Java 使用的时候，旧的 IO 确实基于 流 Stream的，也就是虽然操作系统给我了一脸盆水，但是我得用吸管慢慢喝。
于是，NIO 横空出世。。。
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