Java NIO 新 IO 如何處理大量并發連接

Java NIO（New I/O）提供了處理大量并發連接的能力，主要通過以下幾個方面來實現：

1. Channels（通道）：Channels是Java NIO中的基本抽象，它表示一個開放的I/O連接，如文件或網絡連接。與傳統的I/O不同，Channels可以異步地執行I/O操作。這使得在處理大量并發連接時，可以在等待一個I/O操作完成的同時處理其他連接。

2. Buffers（緩沖區）：Buffers是Java NIO中用于存儲數據的容器。在Java NIO中，所有的數據都是通過Buffers處理的。使用Buffers可以提高I/O操作的效率，因為它們可以減少系統調用的次數。在處理大量并發連接時，可以使用多個Buffers來同時處理多個連接的數據。

3. Selectors（選擇器）：Selectors是Java NIO中的一個重要組件，它允許一個線程處理多個Channels。這意味著在處理大量并發連接時，只需要一個線程就可以監控和管理所有的連接。這大大降低了系統資源的消耗，提高了系統的吞吐量。

下面是一個簡單的Java NIO服務器示例，展示了如何使用Channels、Buffers和Selectors處理大量并發連接：

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();
                        // 處理接收到的數據
                        System.out.println("Received: " + new String(buffer.array(), 0, bytesRead));
                    }
                }

                keyIterator.remove();
            }
        }
    }
}

這個示例中，服務器使用一個Selector來處理多個SocketChannel連接。當有新的連接請求時，Selector會將其注冊為OP_ACCEPT事件，并在事件發生時處理新的連接。當有數據可讀時，Selector會將其注冊為OP_READ事件，并在事件發生時讀取數據并進行處理。這樣，服務器可以在一個線程中同時處理多個連接，從而有效地處理大量并發連接。