初識NIO：

    在 JDK 1. 4 中 新 加入 了 NIO( New Input/ Output) 類, 引入了一種基于通道和緩沖區的 I/O 方式，它可以使用 Native 函數庫直接分配堆外內存，然后通過一個存儲在 Java 堆的 DirectByteBuffer 對象作為這塊內存的引用進行操作，避免了在 Java 堆和 Native 堆中來回復制數據。

    NIO 是一種同步非阻塞的 IO 模型。同步是指線程不斷輪詢 IO 事件是否就緒，非阻塞是指線程在等待 IO 的時候，可以同時做其他任務。同步的核心就是 Selector，Selector 代替了線程本身輪詢 IO 事件，避免了阻塞同時減少了不必要的線程消耗；非阻塞的核心就是通道和緩沖區，當 IO 事件就緒時，可以通過寫道緩沖區，保證 IO 的成功，而無需線程阻塞式地等待。

Buffer：

    為什么說NIO是基于緩沖區的IO方式呢？因為，當一個鏈接建立完成后，IO的數據未必會馬上到達，為了當數據到達時能夠正確完成IO操作，在BIO（阻塞IO）中，等待IO的線程必須被阻塞，以全天候地執行IO操作。為了解決這種IO方式低效的問題，引入了緩沖區的概念，當數據到達時，可以預先被寫入緩沖區，再由緩沖區交給線程，因此線程無需阻塞地等待IO。

通道：

    當執行：SocketChannel.write(Buffer)，便將一個 buffer 寫到了一個通道中。如果說緩沖區還好理解，通道相對來說就更加抽象。網上博客難免有寫不嚴謹的地方，容易使初學者感到難以理解。

    引用 Java NIO 中權威的說法：通道是 I/O 傳輸發生時通過的入口，而緩沖區是這些數 據傳輸的來源或目標。對于離開緩沖區的傳輸，您想傳遞出去的數據被置于一個緩沖區，被傳送到通道。對于傳回緩沖區的傳輸，一個通道將數據放置在您所提供的緩沖區中。

    例如 有一個服務器通道 ServerSocketChannel serverChannel，一個客戶端通道 SocketChannel clientChannel；服務器緩沖區：serverBuffer，客戶端緩沖區：clientBuffer。

    當服務器想向客戶端發送數據時，需要調用：clientChannel.write(serverBuffer)。當客戶端要讀時，調用 clientChannel.read(clientBuffer)

    當客戶端想向服務器發送數據時，需要調用：serverChannel.write(clientBuffer)。當服務器要讀時，調用 serverChannel.read(serverBuffer)

    這樣，通道和緩沖區的關系似乎更好理解了。在實踐中，未必會出現這種雙向連接的蠢事（然而這確實存在的，后面的內容還會涉及），但是可以理解為在NIO中：如果想將Data發到目標端，則需要將存儲該Data的Buffer，寫入到目標端的Channel中，然后再從Channel中讀取數據到目標端的Buffer中。

Selector：

    通道和緩沖區的機制，使得線程無需阻塞地等待IO事件的就緒，但是總是要有人來監管這些IO事件。這個工作就交給了selector來完成，這就是所謂的同步。

    Selector允許單線程處理多個 Channel。如果你的應用打開了多個連接（通道），但每個連接的流量都很低，使用Selector就會很方便。

    要使用Selector，得向Selector注冊Channel，然后調用它的select()方法。這個方法會一直阻塞到某個注冊的通道有事件就緒，這就是所說的輪詢。一旦這個方法返回，線程就可以處理這些事件。

    Selector中注冊的感興趣事件有：

• OP_ACCEPT

• OP_CONNECT 

• OP_READ 

• OP_WRITE

優化：

    一種優化方式是：將Selector進一步分解為Reactor，將不同的感興趣事件分開，每一個Reactor只負責一種感興趣的事件。這樣做的好處是：1、分離阻塞級別，減少了輪詢的時間；2、線程無需遍歷set以找到自己感興趣的事件，因為得到的set中僅包含自己感興趣的事件。

NIO和epoll：

    epoll是Linux內核的IO模型。我想一定有人想問，AIO聽起來比NIO更加高大上，為什么不使用AIO？AIO其實也有應用，但是有一個問題就是，Linux是不支持AIO的，因此基于AIO的程序運行在Linux上的效率相比NIO反而更低。而Linux是最主要的服務器OS，因此相比AIO，目前NIO的應用更加廣泛。

    說到這里，可能你已經明白了，epoll一定和NIO有著很深的因緣。沒錯，如果仔細研究epoll的技術內幕，你會發現它確實和NIO非常相似，都是基于“通道”和緩沖區的，也有selector，只是在epoll中，通道實際上是操作系統的“管道”。和NIO不同的是，NIO中，解放了線程，但是需要由selector阻塞式地輪詢IO事件的就緒；而epoll中，IO事件就緒后，會自動發送消息，通知selector：“我已經就緒了?！笨梢哉J為，Linux的epoll是一種效率更高的NIO。

NIO軼事：

    一篇有意思的博客，講的 Java selector.open() 的時候，會創建一個自己和自己的鏈接（windows上是tcp，linux上是通道）

    這么做的原因：可以從 Apache Mina 中窺探。在 Mina 中，有如下機制：

1. Mina框架會創建一個Work對象的線程。

2. Work對象的線程的run()方法會從一個隊列中拿出一堆Channel，然后使用Selector.select()方法來偵聽是否有數據可以讀/寫。

3. 最關鍵的是，在select的時候，如果隊列有新的Channel加入，那么，Selector.select()會被喚醒，然后重新select最新的Channel集合。

4. 要喚醒select方法，只需要調用Selector的wakeup()方法。

    而一個阻塞在select上的線程有以下三種方式可以被喚醒：

1. 有數據可讀/寫，或出現異常。

2. 阻塞時間到，即time out。

3. 收到一個non-block的信號。可由kill或pthread_kill發出。

    首先 2 可以排除，而第三種方式，只在linux中存在。因此，Java NIO為什么要創建一個自己和自己的鏈接：就是如果想要喚醒select，只需要朝著自己的這個loopback連接發點數據過去，于是，就可以喚醒阻塞在select上的線程了。