Buffer
Buffer是一个对象，包含一些要写入或者读出的数据。 在NIO库中，所有数据都是用缓冲区处理的。在读取数据时，它是直接读到缓冲区中的；在写入数据时，也是写入到缓冲区中。任何时候访问NIO中的数据，都是通过缓冲区进行操作。缓冲区实际上是一个数组，并提供了对数据结构化访问以及维护读写位置等信息。具体的缓存区有这些：ByteBuffe、CharBuffer、 ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBuffer。他们实现了相同的接口：Buffer。
Channel
定义
通道Channel接口的定义只有两个方法，判断通道是否打开和关闭通道。
public interface Channel extends Closeable {
public boolean isOpen();
public void close() throws IOException;
}
通道主要分为两大类，文件（File）通道和套接字（socket）通道； 涉及的类有FileChannel类和三个socket通道类：SocketChannel、ServerSocketChannel和DatagramChannel。
创建通道
FileChannel
FileChannel通道只能通过在一个打开的RandomAccessFile、FileInputStream或FileOutputStream对象上调用getChannel( )方法来获取，如下所示：
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile ("somefile", "r");
FileChannel fc = raf.getChannel( );
SocketChannel
SocketChannel sc = SocketChannel.open( );
sc.connect (new InetSocketAddress ("somehost", someport));
ServerSocketChannel
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(somelocalport));
DatagramChannel
DatagramChannel dc = DatagramChannel.open( );
使用通道
在使用通道的时候，我们通常都将通道的数据取出存入ByteBuffer对象或者从ByteBuffer对象中获取数据放入通道进行传输； 在使用通道的过程中，我们要注意通道是单向通道还是双向通道，单向通道只能读或写，而双向通道是可读可写的； 如果一个Channel类实现了ReadableByteChannel接口，则表示其是可读的，可以调用read()方法读取； 如果一个Channel类实现了WritableByteChannel接口，则表示其是可写的，可以调用write()方法写入； 如果一个Channel类同时实现了ReadableByteChannel接口和WritableByteChannel接口则为双向通道，如果只实现其中一个，则为单向通道； 如ByteChannel就是一个双向通道，实际上ByteChannel接口本身并不定义新的API方法，它是一个聚集了所继承的多个接口，并重新命名的便捷接口；
例子，展示了两个通道之间拷贝数据的过程：
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.Channels;
import java.nio.channels.ReadableByteChannel;
import java.nio.channels.WritableByteChannel;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ReadableByteChannel source = Channels.newChannel(System.in);
WritableByteChannel dest = Channels.newChannel(System.out);
channelCopy1(source, dest);
// channelCopy2 (source, dest);
source.close();
dest.close();
}
private static void channelCopy1(ReadableByteChannel src, WritableByteChannel dest)
throws IOException {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(16 * 1024);
while (src.read(buffer) != -1) {
// 切换为读状态
buffer.flip();
// 不能保证全部写入
dest.write(buffer);
// 释放已读数据的空间，等待数据写入
buffer.compact();
}
// 退出循环的时候，由于调用的是compact方法，缓冲区中可能还有数据
// 需要进一步读取
buffer.flip();
while (buffer.hasRemaining()) {
dest.write(buffer);
}
}
private static void channelCopy2(ReadableByteChannel src, WritableByteChannel dest)
throws IOException {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(16 * 1024);
while (src.read(buffer) != -1) {
// 切换为读状态
buffer.flip();
// 保证缓冲区的数据全部写入
while (buffer.hasRemaining()) {
dest.write(buffer);
}
// 清除缓冲区
buffer.clear();
}
// 退出循环的时候，由于调用的是clear方法，缓冲区中已经没有数据，不需要进一步处理
}
}
关闭通道
我们可以通过调用close()方法来关闭通道； 一个打开的通道代表与一个特定I/O服务的特定连接，并封装该连接的状态。当通道关闭时，这个连接会丢失，然后通道将不再连接任何东西。 可以通过isOpen()方法来判断通道是否打开，如果对关闭的通道进行读写等操作，会导致ClosedChannelException异常； 另外，如果一个通道实现了InterruptibleChannel接口，那么，当该通道上的线程被中断时，通道会被关闭，且该线程会抛出ClosedByInterruptException异常。
Selector
定义
Selector是Java NIO 编程的基础。Selector提供选择已经就绪的任务的能力：Selector会不断轮询注册在其上的Channel，如果某个Channel上面发生读或者写事件，这个Channel就处于就绪状态，会被Selector轮询出来，然后通过SelectionKey可以获取就绪Channel的集合，进行后续的I/O操作。所以，只需要一个线程负责Selector的轮询，就可以接入成千上万的客户端。
示意图
示例
服务端
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
/**
* NIO服务端
*
*/
public class NIOServer {
//通道管理器
private Selector selector;
/**
* 获得一个ServerSocket通道，并对该通道做一些初始化的工作
* @param port 绑定的端口号
* @throws IOException
*/
public void initServer(int port) throws IOException {
// 获得一个ServerSocket通道
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
// 设置通道为非阻塞
serverChannel.configureBlocking(false);
// 将该通道对应的ServerSocket绑定到port端口
serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
// 获得一个通道管理器
this.selector = Selector.open();
//将通道管理器和该通道绑定，并为该通道注册SelectionKey.OP_ACCEPT事件,注册该事件后，
//当该事件到达时，selector.select()会返回，如果该事件没到达selector.select()会一直阻塞。
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
}
/**
* 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件，如果有，则进行处理
* @throws IOException
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public void listen() throws IOException {
System.out.println("服务端启动成功！");
// 轮询访问selector
while (true) {
//当注册的事件到达时，方法返回；否则,该方法会一直阻塞
selector.select();
// 获得selector中选中的项的迭代器，选中的项为注册的事件
Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
while (ite.hasNext()) {
SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
// 删除已选的key,以防重复处理
ite.remove();
// 客户端请求连接事件
if (key.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key
.channel();
// 获得和客户端连接的通道
SocketChannel channel = server.accept();
// 设置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);
//在这里可以给客户端发送信息哦
channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向客户端发送了一条信息").getBytes()));
//在和客户端连接成功之后，为了可以接收到客户端的信息，需要给通道设置读的权限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);
// 获得了可读的事件
} else if (key.isReadable()) {
read(key);
}
}
}
}
/**
* 处理读取客户端发来的信息 的事件
* @param key
* @throws IOException
*/
public void read(SelectionKey key) throws IOException {
// 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
// 创建读取的缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
channel.read(buffer);
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("服务端收到信息："+msg);
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());
channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
}
/**
* 启动服务端测试
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
NIOServer server = new NIOServer();
server.initServer(8000);
server.listen();
}
}
客户端
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
/**
* NIO客户端
*
*/
public class NIOClient {
//通道管理器
private Selector selector;
/**
* 获得一个Socket通道，并对该通道做一些初始化的工作
* @param ip 连接的服务器的ip
* @param port 连接的服务器的端口号
* @throws IOException
*/
public void initClient(String ip,int port) throws IOException {
// 获得一个Socket通道
SocketChannel channel = SocketChannel.open();
// 设置通道为非阻塞
channel.configureBlocking(false);
// 获得一个通道管理器
this.selector = Selector.open();
// 客户端连接服务器,其实方法执行并没有实现连接，需要在listen（）方法中调
//用channel.finishConnect();才能完成连接
channel.connect(new InetSocketAddress(ip,port));
//将通道管理器和该通道绑定，并为该通道注册SelectionKey.OP_CONNECT事件。
channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
}
/**
* 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件，如果有，则进行处理
* @throws IOException
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public void listen() throws IOException {
// 轮询访问selector
while (true) {
selector.select();
// 获得selector中选中的项的迭代器
Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
while (ite.hasNext()) {
SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
// 删除已选的key,以防重复处理
ite.remove();
// 连接事件发生
if (key.isConnectable()) {
SocketChannel channel = (SocketChannel) key
.channel();
// 如果正在连接，则完成连接
if(channel.isConnectionPending()) {
channel.finishConnect();
}
// 设置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);
//在这里可以给服务端发送信息哦
channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向服务端发送了一条信息").getBytes()));
//在和服务端连接成功之后，为了可以接收到服务端的信息，需要给通道设置读的权限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);
// 获得了可读的事件
} else if (key.isReadable()) {
read(key);
}
}
}
}
/**
* 处理读取服务端发来的信息 的事件
* @param key
* @throws IOException
*/
public void read(SelectionKey key) throws IOException {
//和服务端的read方法一样
}
/**
* 启动客户端测试
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
NIOClient client = new NIOClient();
client.initClient("localhost",8000);
client.listen();
}
}
