技术畅销书作者撰写，掌握高并发与网络编程基石技术：NIO与Socket。细化到特性级别，涵盖缓冲区、通道、选择器以及基于Socket 的TCP/IP和UDP编程。本书共6章，具体内容如下。
第1章讲解了NIO中的缓冲区，包括核心API的使用。
第2章讲解了NIO中的Channel通道类的继承关系、核心接口的作用，着重介绍 FileChannel类的使用。
第3章涵盖NetworkInterface类获得网络接口的信息、InetAddress和InterfaceAddress类的常见API。
第4章中讲解使用Java语言实现Socket通信，基于TCP/IP和UDP协议进行实现。将相关类的全部API进行了介绍，学习后阅读相关的网络框架的源代码、Java高性能后台处理才不会迷茫。
第5章中讲解了NIO技术中非常重要的Selector选择器技术，“多路复用”精髓在此体现的，本章也是大幅提升程序运行的效率之关键。
第6章异步IO（AIO），在NIO的基础上实现异步执行、回调处理等高级功能，是Java高级程序员，架构师等必须要掌握的技术。
技术畅销书作者撰写，掌握高并发与网络编程基石技术：NIO与Socket
细化到特性级别，涵盖领域中核心技术，包括缓冲区、通道、选择器以及基于Socket 的TCP/IP和UDP编程
为什么要写这本书
早在几年前，笔者就曾想过整理一份基于Java语言的NIO与Socket相关的稿件，因为市面上大部分的Java书籍都是以1章或2章的篇幅介绍NIO与Socket技术，并没有完整地覆盖该技术的知识点，而限于当时的时间及精力，一直没有如愿。
机会终于来了，公司要搭建基础构架知识体系，我负责公司该技术方向的培训，这重燃了我对NIO和Socket技术的热情。在学习Java技术的过程中，当学习了Java SE/Java EE之后想探索更深层次的技术，如大数据、分布式和高并发类等，可能会遇到针对NIO、Socket的学习，但NIO和Socket技术的学习并不像JDBC一样简单，学习NIO和Socket时可能要遇到很多的问题。为了在该技术领域有更高的追求，我将NIO和Socket的技术点以教案的方式进行了整理，并在公司中与同事一起进行学习和交流，同事的反响非常热烈。若干年前的心愿终于达成，同事们也很期待这本书能早日出版发行，那样他们就有真正的纸质参考资料了。希望本书能够受到其他学习NIO和Socket的读者喜爱，这是我最大的心愿。
本书介绍NIO和Socket开发中最值得关注的内容，并给出个人的一些想法和见解，希望拓宽读者的学习思路。
在学习NIO和Socket技术之前，建议先了解一下多线程与并发相关的知识，这对设计和理解代码有非常大的帮助。多线程方面的资料推荐《Java多线程编程核心技术》，并发相关的资料推荐《Java并发编程：核心方法与框架》，这两本书都是笔者编著的，希望可以给读者带来一些帮助。
本书特色
在本书写作的过程中，我尽量做到言简意赅，并且全部用演示案例的方式来讲解技术知识点，使读者看到代码及运行结果后就可以知道此项目要解决的是什么问题。这类似于网络中的博客风格，让读者用最短的时间学习知识点，明白知识点的应用方式及使用时的注意事项，取得快速学习并解决相应问题的效果。
读者对象
Java程序员
系统架构师
大数据开发者
其他对NIO和Socket技术感兴趣的人员
如何阅读本书
本着实用、易懂的学习原则，本书通过6章内容来介绍Java多线程相关的技术。
第1章介绍NIO技术中的缓冲区，包括Buffer、ByteBuffer、CharBuffer类的核心API的使用。
第2章介绍NIO技术中的Channel（通道）类的继承关系、核心接口的作用，并重点介绍FileChannel类的使用，以增加读者对NIO操作File类的熟悉度。
第3章介绍如何使用NetworkInterface类获得网络接口的信息，包括IP地址、子网掩码等，还会介绍InetAddress和InterfaceAddress类的常见API。如果进行Java开发，且基于Socket技术，那么这章可以给你需要的信息。
第4章介绍如何使用Java语言实现Socket通信。Socket通信是基于TCP/IP和UDP实现的。另外，将介绍ServerSocket、Socket、DatagramSocket和DatagramPacket类的全部API。只有熟练掌握Socket技术后，在阅读相关网络框架的源代码时才不会迷茫。也就是说，如果读者想要进行Java高性能后台处理，那么必须要学习Socket，并且它是进行细化学习的基础。
第5章介绍NIO技术中最重要的Selector（选择器）技术。NIO技术的核心——多路复用就是在此章体现的。学习这章内容需要有Socket的编程基础，这就是为什么在前面用两章篇幅来介绍Java的Socket编程的原因。同步非阻塞可以大幅度提升程序运行的效率，就在此章体会一下吧。
第6章介绍AIO。AIO是异步IO，NIO是非阻塞IO。AIO在NIO的基础上实现了异步执行、回调处理等高级功能，可以在不同的场景使用AIO或NIO，可以说NIO和AIO是Java高级程序员、架构师等必须要掌握的技术。
勘误和支持
由于笔者的水平有限，加之编写仓促，书中难免会出现一些错误或者不准确的地方，恳请读者批评指正，期待能够得到你们的真挚反馈，在技术之路上互勉共进。若读者想与我进行技术交流，可发电子邮件到279377921@qq.com。
致谢
感谢所在单位领导的支持与厚爱，使我在技术道路上更有信心。
感谢机械工业出版社华章分社的高婧雅，始终支持我的写作，你是我最爱的编辑。因为你们的鼓励和帮助，所以我才会如此顺利地完成了这本书的写作。
高洪岩
计算机\网络
在互联网技术日新月异的时代，网络处理速度关系到用户体验、业务交付/服务能力等关键竞争优势。虽然屏蔽了底层复杂度的Netty、Kafka等高性能处理框架可以解决大部分问题，但是遇到网络瓶颈和问题还是要透彻掌握NIO和Socket，把主动权掌握在自己手中，关键时刻才能遇到问题迎刃而解。另外，很多业务有自己特殊性，需要定制面向业务的网络处理框架，那么你更需要了解NIO和Socket技术。本书以案例为入口，将大部分在开发中常见的NIO和Socket技术点都做了演示。
本书在以下方面可以帮到你：
涵盖大部分NIO与Socket技术点，每一个技术特性都予以验证和分析；
所选技术都是典型、主流的方法和库，高效、实用；
没有臃肿的案例，只有精巧并直达核心的技术讲解；
精研细磨技术细节，学习效果更加优质。
高洪岩 著：高洪岩，某世界500强项目经理，有10年Java相关开发经验，精通Java语言，擅长J2EE、EJB、Android、报表和多线程，以及并发相关的技术内容，理论与实践经验颇丰。著有《Java多线程编程核心技术》《Java并发编程：核心方法与框架》《NIO与Socket编程技术指南》《Java EE核心框架实战 第2版》《Jasper Reports+iReport报表开发详解》《Android学习精要》等书籍。
前 言
第1章 缓冲区的使用 1
1.1 NIO概述 5
1.2 缓冲区介绍 6
1.3 Buffer类的使用 7
1.3.1 包装数据与获得容量 7
1.3.2 限制获取与设置 10
1.3.3 位置获取与设置 12
1.3.4 剩余空间大小获取 13
1.3.5 使用Buffer mark()方法处理标记 14
1.3.6 知识点细化测试 15
1.3.7 判断只读 22
1.3.8 直接缓冲区 22
1.3.9 还原缓冲区的状态 23
1.3.10 对缓冲区进行反转 24
1.3.11 判断是否有底层实现的数组 28
1.3.12 判断当前位置与限制之间是否有剩余元素 29
1.3.13 重绕缓冲区 30
1.3.14 获得偏移量 32
1.3.15 使用List.toArray(T[])转成数组类型 33
1.4 ByteBuffer类的使用 34
1.4.1 创建堆缓冲区与直接缓冲区 35
1.4.2 直接缓冲区与非直接缓冲区的运行效率比较 37
1.4.3 包装wrap数据的处理 39
1.4.4 put(byte b)和get()方法的使用与position自增特性 40
1.4.5 put(byte[] src, int offset, int length)和get(byte[] dst, int offset, int length)方法的使用 41
1.4.6 put(byte[] src)和get(byte[] dst)方法的使用 46
1.4.7 put(int index, byte b)和get(int index)方法的使用与position不变 49
1.4.8 put(ByteBuffer src)方法的使用 50
1.4.9 putType()和getType()方法的使用 51
1.4.10 slice()方法的使用与arrayOffSet()为非0的测试 53
1.4.11 转换为CharBuffer字符缓冲区及中文的处理 54
1.4.12 转换为其他类型的缓冲区 58
1.4.13 设置与获得字节顺序 63
1.4.14 创建只读缓冲区 65
1.4.15 压缩缓冲区 65
1.4.16 比较缓冲区的内容 66
1.4.17 复制缓冲区 70
1.4.18 对缓冲区进行扩容 72
1.5 CharBuffer类的API使用 73
1.5.1 重载append(char)/append(Char-Sequence)/append(CharSequence, start, end)方法的使用 73
1.5.2 读取相对于当前位置的给定索引处的字符 74
1.5.3 put(String src)、int read(CharBuffer target)和subSequence(int start, int end)方法的使用 74
1.5.4 static CharBuffer wrap(Char-Sequence csq, int start, int end)方法的使用 76
1.5.5 获得字符缓冲区的长度 76
1.6 小结 77
第2章 通道和FileChannel类的使用 78
2.1 通道概述 78
2.2 通道接口的层次结构 80
2.2.1 AsynchronousChannel接口的介绍 82
2.2.2 AsynchronousByteChannel接口的介绍 84
2.2.3 ReadableByteChannel接口的介绍 84
2.2.4 ScatteringByteChannel接口的介绍 85
2.2.5 WritableByteChannel接口的介绍 86
2.2.6 GatheringByteChannel接口的介绍 87
2.2.7 ByteChannel接口的介绍 88
2.2.8 SeekableByteChannel接口的介绍 89
2.2.9 NetworkChannel接口的介绍 90
2.2.10 MulticastChannel接口的介绍 91
2.2.11 InterruptibleChannel接口的介绍 92
2.3 AbstractInterruptibleChannel类的介绍 93
2.4 FileChannel类的使用 95
2.4.1 写操作与位置的使用 97
2.4.2 读操作 100
2.4.3 批量写操作 106
2.4.4 批量读操作 109
2.4.5 部分批量写操作 117
2.4.6 部分批量读操作 120
2.4.7 向通道的指定position位置写入数据 128
2.4.8 读取通道指定位置的数据 130
2.4.9 设置位置与获得大小 135
2.4.10 截断缓冲区 136
2.4.11 将数据传输到其他可写入字节通道 138
2.4.12 将字节从给定可读取字节通道传输到此通道的文件中 141
2.4.13 执行锁定操作 145
2.4.14 FileLock lock()方法的使用 160
2.4.15 获取通道文件给定区域的锁定 160
2.4.16 FileLock tryLock()方法的使用 162
2.4.17 FileLock类的使用 162
2.4.18 强制将所有对通道文件的更新写入包含文件的存储设备 165
2.4.19 将通道文件区域直接映射到内存 167
2.4.20 打开一个文件 174
2.4.21 判断当前通道是否打开 181
2.5 小结 182
第3章 获取网络设备信息 183
3.1 NetworkInterface类的常用方法 184
3.1.1 获得网络接口的基本信息 186
3.1.2 获取MTU大小 189
3.1.3 子接口的处理 190
3.1.4 获得硬件地址 192
3.1.5 获得IP地址 194
3.1.6 InterfaceAddress类的使用 200
3.1.7 判断是否为点对点设备 202
3.1.8 是否支持多播 202
3.2 NetworkInterface类的静态方法 204
3.2.1 根据索引获得NetworkInterface对象 204
3.2.2 根据网络接口名称获得NetworkInterface对象 204
3.2.3 根据IP地址获得NetworkInterface对象 205
3.3 小结 205
第4章 实现Socket通信 206
4.1 基于TCP的Socket通信 206
4.1.1 验证ServerSocket类的accept()方法具有阻塞特性 207
4.1.2 验证Socket中InputStream类的read()方法也具有阻塞特性 210
4.1.3 客户端向服务端传递字符串 212
4.1.4 服务端向客户端传递字符串 213
4.1.5 允许多次调用write()方法进行写入操作 215
4.1.6 实现服务端与客户端多次的往来通信 216
4.1.7 调用Stream的close()方法造成Socket关闭 219
4.1.8 使用Socket传递PNG图片文件 221
4.1.9 TCP连接的3次“握手”过程 222
4.1.10 标志位SYN与ACK值的自增特性 225
4.1.11 TCP断开连接的4次“挥手”过程 226
4.1.12 “握手”的时机与立即传数据的特性 227
4.1.13 结合多线程Thread实现通信 228
4.1.14 服务端与客户端互传对象以及I/O流顺序问题 231
4.2 ServerSocket类的使用 233
4.2.1 接受accept与超时Timeout 233
4.2.2 构造方法的backlog参数含义 235
4.2.3 参数backlog的默认值 237
4.2.4 构造方法ServerSocket (int port, int backlog, InetAddress bindAddr)的使用 238
4.2.5 绑定到指定的Socket地址 240
4.2.6 绑定到指定的Socket地址并设置backlog数量 242
4.2.7 获取本地SocketAdress对象以及本地端口 243
4.2.8 InetSocketAddress类的使用 244
4.2.9 关闭与获取关闭状态 247
4.2.10 判断Socket绑定状态 248
4.2.11 获得IP地址信息 249
4.2.12 Socket选项ReuseAddress 249
4.2.13 Socket选项ReceiveBuffer-
Size 257
4.3 Socket类的使用 259
4.3.1 绑定bind与connect以及端口生成的时机 259
4.3.2 连接与超时 261
4.3.3 获得远程端口与本地端口 262
4.3.4 获得本地InetAddress地址与本地SocketAddress地址 263
4.3.5 获得远程InetAddress与远程SocketAddress()地址 264
4.3.6 套接字状态的判断 265
4.3.7 开启半读与半写状态 266
4.3.8 判断半读半写状态 268
4.3.9 Socket选项TcpNoDelay 270
4.3.10 Socket选项SendBufferSize 274
4.3.11 Socket选项Linger 276
4.3.12 Socket选项Timeout 287
4.3.13 Socket选项OOBInline 288
4.3.14 Socket选项KeepAlive 291
4.3.15 Socket选项TrafficClass 293
4.4 基于UDP的Socket通信 294
4.4.1 使用UDP实现Socket通信 295
4.4.2 测试发送超大数据量的包导致数据截断的情况 297
4.4.3 Datagram Packet类中常用API的使用 299
4.4.4 使用UDP实现单播 300
4.4.5 使用UDP实现广播 301
4.4.6 使用UDP实现组播 303
4.5 小结 305
第5章 选择器的使用 306
5.1 选择器与I/O多路复用 306
5.2 核心类Selector、SelectionKey和
SelectableChannel的关系 307
5.3 通道类AbstractInterruptibleChannel与接口InterruptibleChannel的介绍 310
5.4 通道类SelectableChannel的介绍 311
5.5 通道类AbstractSelectableChannel的介绍 313
5.6 通道类ServerSocketChannel与接口NetworkChannel的介绍 313
5.7 ServerSocketChannel类、Selector和SelectionKey的使用 315
5.7.1 获得ServerSocketChannel与ServerSocket socket对象 316
5.7.2 执行绑定操作 317
5.7.3 执行绑定操作与设置backlog 317
5.7.4 阻塞与非阻塞以及accept()方法的使用效果 318
5.7.5 获得Selector对象 320
5.7.6 执行注册操作与获得SelectionKey对象 321
5.7.7 判断注册的状态 322
5.7.8 将通道设置成非阻塞模式再注册到选择器 323
5.7.9 使用configureBlocking (false)方法解决异常 323
5.7.10 判断打开的状态 324
5.7.11 获得阻塞锁对象 325
5.7.12 获得支持的SocketOption列表 325
5.7.13 获得与设置SocketOption 327
5.7.14 获得SocketAddress对象 327
5.7.15 阻塞模式的判断 328
5.7.16 根据Selector找到对应的SelectionKey 328
5.7.17 获得SelectorProvider对象 329
5.7.18 通道注册与选择器 330
5.7.19 返回此通道所支持的操作 332
5.7.20 执行Connect连接操作 333
5.7.21 判断此通道上是否正在进行连接操作 336
5.7.22 完成套接字通道的连接过程 338
5.7.23 类FileChannel中的long tran-sferTo (position, count, Writable-ByteChannel)方法的使用 340
5.7.24 方法public static SocketChannel open (SocketAddress remote)与SocketOption的执行顺序 342
5.7.25 传输大文件 344
5.7.26 验证read和write方法是非阻塞的 346
5.8 Selector类的使用 348
5.8.1 验证public abstract int select()方法具有阻塞性 350
5.8.2 select()方法不阻塞的原因和解决办法 351
5.8.3 出现重复消费的情况 353
5.8.4 使用remove()方法解决重复消费问题 355
5.8.5 验证产生的set1和set2关联的各自对象一直是同一个 356
5.8.6 int selector.select()方法返回值的含义 360
5.8.7 从已就绪的键集中获得通道中的数据 362
5.8.8 对相同的通道注册不同的相关事件返回同一个SelectionKey 363
5.8.9 判断选择器是否为打开状态 365
5.8.10 获得SelectorProvider provider对象 365
5.8.11 返回此选择器的键集 366
5.8.12 public abstract int select(long timeout)方法的使用 367
5.8.13 public abstract int selectNow()方法的使用 368
5.8.14 唤醒操作 369
5.8.15 测试若干细节 370
5.9 SelectionKey类的使用 380
5.9.1 判断是否允许连接SelectableChannel对象 381
5.9.2 判断是否已准备好进行读取 383
5.9.3 判断是否已准备好进行写入 384
5.9.4 返回SelectionKey关联的选择器 386
5.9.5 在注册操作时传入attachment附件 387
5.9.6 设置attachment附件 389
5.9.7 获取与设置此键的interest集合 390
5.9.8 判断此键是否有效 392
5.9.9 获取此键的ready操作集合 392
5.9.10 取消操作 395
5.10 DatagramChannel类的使用 396
5.10.1 使用DatagramChannel类实现UDP通信 398
5.10.2 连接操作 399
5.10.3 断开连接 400
5.10.4 将通道加入组播地址 400
5.10.5 将通道加入组播地址且接收指定客户端数据 402
5.11 Pipe.SinkChannel和Pipe.SourceChannel类的使用 403
5.12 SelectorProvider类的使用 406
5.13 小结 407
第6章 AIO的使用 408
6.1 AsynchronousFileChannel类的使用 408
6.1.1 获取此通道文件的独占锁 409
6.1.2 获取通道文件给定区域的锁 410
6.1.3 实现重叠锁定 412
6.1.4 返回此通道文件当前大小与通道打开状态 413
6.1.5 CompletionHandler接口的使用 413
6.1.6 public void failed (Throwable exc, A attachment)方法调用时机 414
6.1.7 执行指定范围的锁定与传入附件及整合接口 415
6.1.8 执行锁定与传入附件及整合接口CompletionHandler 416
6.1.9 lock (position, size, shared, attachment,CompletionHandler)方法的特点 418
6.1.10 读取数据方式1 420
6.1.11 读取数据方式2 420
6.1.12 写入数据方式1 421
6.1.13 写入数据方式2 422
6.2 AsynchronousServerSocketChannel和AsynchronousSocketChannel类的使用 422
6.2.1 接受方式1 425
6.2.2 接受方式2 427
6.2.3 重复读与重复写出现异常 428
6.2.4 读数据 429
6.2.5 写数据 433
6.3 同步、异步、阻塞与非阻塞之间的关系 436
6.4 小结 437
