Java NIO 新 IO 如何处理大量并发连接

Java NIO（New I/O）提供了处理大量并发连接的能力，主要通过以下几个方面来实现：

1. Channels（通道）：Channels是Java NIO中的基本抽象，它表示一个开放的I/O连接，如文件或网络连接。与传统的I/O不同，Channels可以异步地执行I/O操作。这使得在处理大量并发连接时，可以在等待一个I/O操作完成的同时处理其他连接。

2. Buffers（缓冲区）：Buffers是Java NIO中用于存储数据的容器。在Java NIO中，所有的数据都是通过Buffers处理的。使用Buffers可以提高I/O操作的效率，因为它们可以减少系统调用的次数。在处理大量并发连接时，可以使用多个Buffers来同时处理多个连接的数据。

3. Selectors（选择器）：Selectors是Java NIO中的一个重要组件，它允许一个线程处理多个Channels。这意味着在处理大量并发连接时，只需要一个线程就可以监控和管理所有的连接。这大大降低了系统资源的消耗，提高了系统的吞吐量。

下面是一个简单的Java NIO服务器示例，展示了如何使用Channels、Buffers和Selectors处理大量并发连接：

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;

public class NIOServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Selector selector = Selector.open();
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress("localhost", 8080));
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        while (true) {
            int readyChannels = selector.select();
            if (readyChannels == 0) continue;

            Iterator<SelectionKey> keyIterator = selector.selectedKeys().iterator();
            while (keyIterator.hasNext()) {
                SelectionKey key = keyIterator.next();

                if (key.isAcceptable()) {
                    SocketChannel clientChannel = serverSocketChannel.accept();
                    clientChannel.configureBlocking(false);
                    clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                } else if (key.isReadable()) {
                    SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                    int bytesRead = clientChannel.read(buffer);

                    if (bytesRead == -1) {
                        clientChannel.close();
                    } else {
                        buffer.flip();
                        // 处理接收到的数据
                        System.out.println("Received: " + new String(buffer.array(), 0, bytesRead));
                    }
                }

                keyIterator.remove();
            }
        }
    }
}

这个示例中，服务器使用一个Selector来处理多个SocketChannel连接。当有新的连接请求时，Selector会将其注册为OP_ACCEPT事件，并在事件发生时处理新的连接。当有数据可读时，Selector会将其注册为OP_READ事件，并在事件发生时读取数据并进行处理。这样，服务器可以在一个线程中同时处理多个连接，从而有效地处理大量并发连接。