NIO是同步非阻塞，NIO已经足够好了，Java为什么还要NIO.2呢？

NIO和NIO.2最大的区别？

一个是同步一个是异步。而异步最大特点是，应用程序无需自己触发数据从内核空间到用户空间的拷贝。

为何是应用程序去“触发”数据拷贝，而非直接从内核拷贝数据？

应用程序无法访问内核空间，数据拷贝必须由内核负责，问题是谁来触发？

• 内核主动将数据拷贝到用户空间并通知应用程序
• 还是等待应用程序通过Selector来查询，当数据就绪后，应用程序再发起一个read调用，这时内核再把数据从内核空间拷贝到用户空间。

数据从内核空间拷贝 =》 用户空间这段时间，应用程序还是阻塞的。所以异步效率高于同步，因为异步模式下应用程序始终不会被阻塞。

• ServerSocket：用于在本机（Server端）开一个端口，被动的等待数据（用accept（）方法），与 Client 端端建立连接后可以进行数据交换
• Socket：用于连接远端机器（Server端）上的一个端口，主动发出数据，建立连接后也可以接收数据。

网络数据读取在异步模式下的工作过程

应用程序调用read API，同时告诉内核：

• 数据准备好了后，拷贝到哪个Buffer
• 调用哪个回调函数去处理这些数据

之后，内核接到该read指令，等待网卡数据到达。

数据到达后，产生硬件中断，内核在中断程序把数据从网卡拷贝到内核空间，

接着做TCP/IP协议层的数据解包和重组，

再把数据拷贝到应用程序指定的Buffer，

最后调用应用程序指定的回调函数。

异步模式下，应用程序当了“需求甲方”，内核则忙前忙后，但最大限度提高了I/O通信效率。

Linux内核2.6的AIO都提供了异步I/O的支持，但还不完善，详情可以看这里：http://lse.sourceforge.net/io/aio.html。

Java的NIO.2 API是对os异步I/O API的封装，通过epoll实现的。

Java NIO.2

服务端程序

为什么需要创建一个线程池？

异步I/O模型下，应用程序不知道数据何时到达，因此向内核注册回调方法，当数据到达时，内核就会调用该回调方法。

同时为提高处理速度，会提供一个线程池给内核使用，这样不会耽误内核线程工作，内核只需把工作交给线程池就立即返回了。

回调类AcceptHandler

它实现了CompletionHandler接口    

两个模板参数V和A，分别表示

• I/O调用的返回值
  比如accept的返回值就是AsynchronousSocketChannel
• 附件类
  附件类由用户自己决定。

在accept的调用中，我们传入一个Nio2Server。因此AcceptHandler带有了两个模板参数：AsynchronousSocketChannel和Nio2Server。

CompletionHandler有两个方法：completed和failed，分别在I/O操作成功和失败时调用。completed方法有两个参数，其实就是前面说的两个模板参数。也就是说，Java的NIO.2在调用回调方法时，会把返回值和附件类当作参数传给NIO.2的使用者。

处理读的回调类ReadHandler

public class ReadHandler implements CompletionHandler<Integer, ByteBuffer> {   
    // 读取到消息后的处理  
    @Override  
    public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {  
        // attachment就是数据，调用flip操作，其实就是把读的位置移动最前面
        attachment.flip();  
        // 读取数据
        ... 
    }  

    void failed(Throwable exc, A attachment){
        ...
    }
}

read调用的返回值是一个整型，所以回调方法里：

• 第一个参数是个整型
  表示有多少数据被读取到了Buffer中
• 第二个参数是一个ByteBuffer
  因为调用read方法时，把用来存放数据的ByteBuffer当作附件类传进去了，所以在回调方法有ByteBuffer类型参数，直接从该ByteBuffer获取数据

Nio2Endpoint

Nio2Endpoint的组件

总体工作流程类似NioEndpoint。

Nio2Acceptor扩展Acceptor，用异步I/O接收连接，跑在一个单独线程，也是一个线程组。