Java NIO

Giới thiệu về Java NIO

Java New I/O (NIO) là một tập hợp các gói API được giới thiệu trong Java SE 1.4, cung cấp một phương pháp mới để thực hiện các thao tác I/O trong Java. Thay vì sử dụng các luồng (streams) chặn truyền thống, NIO tập trung vào các bộ đệm (buffers), kênh (channels) và bộ chọn (selectors) để hỗ trợ I/O không chặn (non-blocking I/O) và I/O hiệu quả hơn.

Tại sao cần Java NIO?

Khi các ứng dụng cần xử lý một lượng lớn kết nối đồng thời hoặc yêu cầu hiệu suất I/O cao, mô hình I/O chặn truyền thống của Java có thể trở thành nút thắt cổ chai. Java NIO ra đời để giải quyết những hạn chế này, cho phép một luồng duy nhất quản lý nhiều kênh I/O, giúp tăng khả năng mở rộng và hiệu suất, đặc biệt là trong các ứng dụng máy chủ và mạng.

Các thành phần cốt lõi

Java NIO bao gồm ba thành phần chính:

• Kênh (Channels): Là các kết nối hai chiều đến các thực thể I/O như tệp, ổ cắm mạng hoặc thiết bị phần cứng. Kênh có thể đọc dữ liệu vào Buffer và ghi dữ liệu từ Buffer.
• Bộ đệm (Buffers): Là các khối dữ liệu mà các kênh đọc vào và ghi ra. Buffer cung cấp một cách hiệu quả để làm việc với dữ liệu byte và hỗ trợ các loại dữ liệu nguyên thủy khác nhau.
• Bộ chọn (Selectors): Cho phép một luồng duy nhất giám sát nhiều kênh I/O đã đăng ký để tìm các sự kiện sẵn sàng (ví dụ: sẵn sàng đọc, sẵn sàng ghi). Selector là trái tim của I/O không chặn trong Java NIO, giúp giảm thiểu số lượng luồng cần thiết cho các tác vụ I/O đồng thời.

Lợi ích và ứng dụng

Việc sử dụng Java NIO mang lại nhiều lợi ích, bao gồm:

• I/O không chặn: Cho phép các ứng dụng tiếp tục thực hiện các tác vụ khác trong khi chờ đợi dữ liệu I/O, cải thiện khả năng phản hồi.
• Hiệu suất cao: Đặc biệt trong các tình huống cần xử lý nhiều kết nối mạng đồng thời hoặc thao tác tệp lớn.
• Khả năng mở rộng: Giúp xây dựng các máy chủ có thể xử lý hàng nghìn kết nối client với số lượng luồng tối thiểu.

Java NIO được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống yêu cầu hiệu suất cao như máy chủ web, proxy, cơ sở dữ liệu và các ứng dụng mạng có độ trễ thấp.