1. 基本概念
IO是主存和外部裝置(硬碟、終端和網絡等)傳輸資料的過程。IO是作業系統的底層功能實作，底層通過I/O指令進行完成。
2. nio簡介
nio是java New IO的簡稱（并不隻是指非阻塞IO），在jdk1.4裡提供的新api。Sun官方标榜的特性如下：
– 為所有的原始類型提供(Buffer)緩存支援。
– 字元集編碼解碼解決方案。
– Channel：一個新的原始I/O抽象。
– 支援鎖和記憶體映射檔案的檔案通路接口。
– 提供多路(non-bloking)非阻塞式的高伸縮性網絡I/O。
詳細介紹可見 http://www.iteye.com/topic/834447
3. 非阻塞 IO
何為阻塞、何為非阻塞，非阻塞原理。
何為阻塞？
一個常見的網絡IO通訊流程如下:
何為非阻塞？
下面有個隐喻：
一輛從 A 開往 B 的公共汽車上，路上有很多點可能會有人下車。司機不知道哪些點會有哪些人會下車，對于需要下車的人，如何處理更好？
1. 司機過程中定時詢問每個乘客是否到達目的地，若有人說到了，那麼司機停車，乘客下車。 ( 類似阻塞式 )
2. 每個人告訴售票員自己的目的地，然後睡覺，司機隻和售票員互動，到了某個點由售票員通知乘客下車。 ( 類似非阻塞 )
很顯然，每個人要到達某個目的地可以認為是一個線程，司機可以認為是 CPU 。在阻塞式裡面，每個線程需要不斷的輪詢，上下文切換，以達到找到目的地的結果。而在非阻塞方式裡，每個乘客 ( 線程 ) 都在睡覺 ( 休眠 ) ，隻在真正外部環境準備好了才喚醒，這樣的喚醒肯定不會阻塞。
socket的操作都有一個共同的結構：
1. Read request
2. Decode request
3. Process service
4. Encode reply
5. Send reply
經典的網絡服務的設計如下圖，在每個線程中完成對資料的處理：
但這種模式在使用者負載增加時，性能将下降非常的快。我們需要重新尋找一個新的方案，保持資料處理的流暢，很顯然，事件觸發機制是最好的解決辦法，當有事件發生時，會觸動handler,然後開始資料的處理。
Reactor模式類似于AWT中的Event處理：
Reactor模式參與者
1.Reactor 負責響應IO事件，一旦發生，廣播發送給相應的Handler去處理,這類似于AWT的thread
2.Handler 是負責非堵塞行為，類似于AWT ActionListeners；同時負責将handlers與event事件綁定，類似于AWT addActionListener
非阻塞的原理
把整個過程切換成小的任務，通過任務間協作完成。
由一個專門的線程來處理所有的 IO 事件，并負責分發
事件驅動機制：事件到的時候觸發，而不是同步的去監視事件。
線程通訊：線程之間通過 wait,notify 等方式通訊。保證每次上下文切換都是有意義的。減少無謂的程序切換。
Reactor就是上面隐喻的售票員角色。每個線程的處理流程大概都是讀取資料、解碼、計算處理、編碼、發送響應
如圖：
Java的NIO為reactor模式提供了實作的基礎機制，它的Selector當發現某個channel有資料時，會通過SlectorKey來告知我們，在此我們實作事件和handler的綁定。
我們來看看Reactor模式代碼:
public class Reactor implements Runnable{
final Selector selector;
final ServerSocketChannel serverSocket;
Reactor(int port) throws IOException {
selector = Selector.open();
serverSocket = ServerSocketChannel.open();
InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),port);
serverSocket.socket().bind(address);
serverSocket.configureBlocking(false);
//向selector注冊該channel
SelectionKey sk =serverSocket.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);
logger.debug("-->Start serverSocket.register!");
//利用sk的attache功能綁定Acceptor 如果有事情，觸發Acceptor
sk.attach(new Acceptor());
logger.debug("-->attach(new Acceptor()!");
}
public void run() { // normally in a new Thread
try {
while (!Thread.interrupted())
{
selector.select();
Set selected = selector.selectedKeys();
Iterator it = selected.iterator();
//Selector如果發現channel有OP_ACCEPT或READ事件發生，下列周遊就會進行。
while (it.hasNext())
//來一個事件 第一次觸發一個accepter線程
//以後觸發SocketReadHandler
dispatch((SelectionKey)(it.next()));
selected.clear();
}
}catch (IOException ex) {
logger.debug("reactor stop!"+ex);
}
}
//運作Acceptor或SocketReadHandler
void dispatch(SelectionKey k) {
Runnable r = (Runnable)(k.attachment());
if (r != null){
// r.run();
}
}
class Acceptor implements Runnable { // inner
public void run() {
try {
logger.debug("-->ready for accept!");
SocketChannel c = serverSocket.accept();
if (c != null)
//調用Handler來處理channel
new SocketReadHandler(selector, c);
}
catch(IOException ex) {
logger.debug("accept stop!"+ex);
}
}
}
}
以上代碼中巧妙使用了SocketChannel的attach功能，将Hanlder和可能會發生事件的channel連結在一起，當發生事件時，可以立即觸發相應連結的Handler。
将資料讀出後，可以将這些資料處理線程做成一個線程池，這樣，資料讀出後，立即扔到線程池中，這樣加速處理速度：
可參考：
http://www.jdon.com/concurrent/reactor.htm
http://javag.iteye.com/blog/221641