IO 与 NIO 的区别详解
Java 中的 IO（Input/Output） 和 NIO（New IO 或 Non-blocking IO） 是两种不同的输入输出处理机制，主要区别体现在设计模型、性能优化和应用场景上。以下是详细对比：
1. 阻塞与非阻塞模型
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传统 IO：阻塞式。线程调用
read()或write()时会被阻塞，直到数据完成读写，期间线程无法执行其他操作。-
示例：服务端使用
ServerSocket的accept()会阻塞线程，直到客户端连接。
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NIO：非阻塞式。线程通过通道（Channel）发起读写请求后，可立即返回结果（如
SocketChannel.read()返回读取的字节数或0），若数据未就绪，线程可处理其他任务。-
适用场景：高并发服务器（如聊天室），单线程可管理多个连接。
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2. 数据处理方式
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IO：基于流（Stream），单向流动（如
InputStream只能读，OutputStream只能写），逐字节处理数据，灵活性较低。 -
NIO：基于通道（Channel）和缓冲区（Buffer），数据需先读入缓冲区再处理，支持双向读写（如
FileChannel可同时读写）。-
缓冲区操作：通过
flip()切换读写模式，rewind()重读数据，clear()清空缓冲区。 -
示例：读取文件时，数据从
FileChannel写入ByteBuffer，处理后从ByteBuffer写回通道。
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3. 多路复用机制（Selector）
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NIO 使用 Selector（选择器） 实现单线程管理多个通道。Selector 通过轮询检测哪些通道已就绪（如可读、可写），大幅减少线程资源消耗。
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示例：Web 服务器通过一个线程处理数千个客户端连接。
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IO 每个连接需独立线程处理，线程数过多时会导致上下文切换开销大，甚至内存溢出。
4. 性能与适用场景
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IO：适合低并发、数据量大的场景（如文件传输），代码简单。
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NIO：适合高并发、小数据量的场景（如即时通讯），通过非阻塞和选择器提升吞吐量。
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零拷贝技术：
FileChannel.transferTo()直接将数据从磁盘发送到网络，减少 CPU 拷贝次数。 -
内存映射文件：
FileChannel.map()将文件映射到内存，直接操作内存数据提升读写效率。
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5. API 复杂度
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IO：API 简单直观，如
FileInputStream/FileOutputStream。 -
NIO：API 更复杂，需管理缓冲区、通道、选择器，开发难度较高。
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需处理边界条件（如缓冲区未读完的数据）、正确调用
flip()/clear()等。
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对比总结表
| 特性 | IO | NIO |
|---|---|---|
| 阻塞模型 | 阻塞式 | 非阻塞式 |
| 数据结构 | 流（单向） | 通道（双向） + 缓冲区 |
| 多路复用 | 不支持 | 支持（Selector 管理多个 Channel） |
| 线程模型 | 一连接一线程 | 单线程处理多连接 |
| 适用场景 | 低并发、大数据量（如文件传输） | 高并发、小数据量（如即时通讯服务器） |
| 高级特性 | 无 | 内存映射文件、零拷贝 |
代码示例
传统 IO 读取文件：
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt")) {int data;while ((data = fis.read()) != -1) {System.out.print((char) data);}
}
NIO 读取文件：
try (FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get("file.txt"))) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);while (channel.read(buffer) > 0) {buffer.flip(); // 切换为读模式while (buffer.hasRemaining()) {System.out.print((char) buffer.get());}buffer.clear(); // 清空缓冲区，准备下一次写入}
}
总结
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IO 适合简单的阻塞式任务，开发简单但资源消耗高。
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NIO 在需要高并发和非阻塞处理时优势明显，但需处理更复杂的 API 和边界条件。选择时需根据具体场景权衡。
