Java NIO (New IO)是从Java 1.4 版本开始引入的新的IO API，可以替代标准的Java IO API，下面介绍下Java NIO的核心组成以及与标准IO的对比。
Java NIO的核心组成
这里主要讲NIO的三个核心组成：Channels、Buffers、Selectors，暂不涉及到Pipe,FileLock等。NIO是基于通道（Channel）和缓冲区（Buffer）进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区，或者从缓冲区写入到通道，这样可以异步的使用IO。NIO引入了选择器（Selector）的概念，选择器用于监听多个通道的事件（比如建立连接，数据可读，数据可写等），因此，使用NIO，单个线程可以监听多个数据通道。
基本上NIO的所有的IO都从一个Channel开始，Channel有点像流，数据可以从Channel读取到Buffer中，也可以从Buffer写入到Channel中，如下图所示：
NIO的一些主要Channel的实现有：SlcketChannel、ServerSocketChannel、DatagramChannel、FileChannel，这些Channel涵盖了TCP/UDP网络IO，以及文件IO。
NIO的关键Buffer实现有：ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、intBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBuffer，这些Buffer涵盖了通过IO发送的基本数据类型：byte、char、short、int、long、float、double。
Selector允许单线程处理多个Channel，比如一个服务器程序同时处理多个客户端的请求连接，使用Selector就很方便实现服务器的这种逻辑。
Java NIO的工作原理：
1. 由一个专门的线程来处理所有的IO事件，并负责对事件的处理
2. 对事件采用出发机制，即事件发生时候触发处理，而不是靠同步的去监视事件。
3. 线程之间通过Wati/Notify等方式通讯，确保每次上下文切换都是有意义的，减少无谓的线程切换。
基本原理图如下所示：（每个线程的处理步骤大概都是：读取数据、解码、处理计算、编码、发送响应）
Java NIO采用双向通道进行数据传输，可以在通道上注册事件，这些管道上事件的管理由Selector来完成，事件类型主要有四种：
| 事件名称 | 对应常量值 |
| 接收连接事件 | SelectionKey.OP_ACCEPT(16) |
| 建立连接事件 | SelectionKey.OP_CONNECT(8) |
| 读事件 | SelectionKey.OP_READ(1) |
| 写事件 | SelectionKey.OP_WRITE(4) |
以服务器上的读事件处理为例，服务器端的Selector在与客户端的管道上注册了读事件，当客户端给服务器端发送数据时，服务器端会在Selector上添加一个读事件，轮询Selector的服务线程发现到这个事件时，就可以读数据进行处理。
Java NIO和标准IO的主要区别
| 标准IO | NIO |
| Stream oriented | Buffer oriented |
| Blocking IO | Non blocking IO |
| Selectors |
面向流与面向缓冲
Java NIO和IO之间第一个最大的区别是，IO是面向流的，NIO是面向缓冲区的。 Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节，直至读取所有字节，它们没有被缓存在任何地方。此外，它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据，需要先将它缓存到一个缓冲区。 Java NIO的缓冲导向方法略有不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是，还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且，需确保当更多的数据读入缓冲区时，不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。
阻塞与非阻塞IO
Java IO的各种流是阻塞的。这意味着，当一个线程调用read() 或 write()时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。 Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。 线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道（channel）。
选择器（Selector）
Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道，你可以注册多个通道使用一个选择器，然后使用一个单独的线程来“选择”通道：这些通道里已经有可以处理的输入，或者选择已准备写入的通道。这种选择机制，使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。