В чем заключается прогрессивность NIO в Java?

NIO (New/Non-blocking I/O) привносит асинхронность и неблокирующий режим в операции ввода/вывода в Java, что делает его более масштабируемым и эффективным по сравнению с традиционным блокирующим I/O. Ключевые аспекты прогрессивности:

1. Неблокирующий I/O: Позволяет потоку выполнять другие задачи, пока операция ввода-вывода (например, чтение из сокета) ждет данных. В традиционном I/O поток блокируется до завершения операции.
2. Синхронизация операций через Selector: Selector позволяет одному потоку мониторить готовность нескольких I/O каналов к выполнению операций (чтение, запись, принятие соединений). Это резко сокращает количество необходимых потоков для одновременной обработки множества соединений, что делает NIO более масштабируемым для серверных приложений.
3. Буферы ( Buffer ): NIO работает с данными через буферы. Это обеспечивает более эффективное перемещение данных между каналами и пользовательским кодом. Буферы могут быть прямыми (DirectBuffer), использующими нативную память, что минимизирует копирование данных между JVM и операционной системой.
4. Каналы ( Channel ): Каналы представляют собой соединения с сущностями, способными выполнять I/O операции (файлы, сокеты, устройства). Они являются двунаправленными и могут работать в неблокирующем режиме.
5. Меньшее количество потоков: Для обработки большого количества клиентов или соединений в традиционном I/O часто требуется по одному потоку на каждое соединение, что приводит к большим накладным расходам. NIO с использованием Selector может обрабатывать тысячи соединений одним или несколькими потоками.

// Пример использования Selector для неблокирующего сокета
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.configureBlocking(false); // Неблокирующий режим
serverChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));

Selector selector = Selector.open();
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // Регистрация на событие принятия соединения

while (true) {
    // Блокируется до тех пор, пока не произойдет событие
    selector.select();

    // Обработка готовых событий
    for (SelectionKey key : selector.selectedKeys()) {
        if (key.isAcceptable()) {
            // Принятие нового соединения
            SocketChannel clientChannel = serverChannel.accept();
            clientChannel.configureBlocking(false);
            clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); // Регистрация на чтение
        } else if (key.isReadable()) {
            // Чтение данных из канала
            SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            int bytesRead = clientChannel.read(buffer);
            // Обработка прочитанных данных
        }
    }
    selector.selectedKeys().clear(); // Очистка обработанных ключей
}

Сравнительная таблица: