JAVA NIO 文件部分

NIO

java使用NIO的目的是为了提升性能，实际上老的io程序也已经优化过了，速度也有相应的提升。

NIO主要有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector。传统IO基于字节流和字符流进行操作，而NIO基于Channel和Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择区)用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个线程可以监听多个数据通道。

NIO和传统IO（一下简称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。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。

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。 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）。

NIO提供的新特性：

• 非阻塞的IO（这个主要在网络IO中体现）
• 内存映射文件
• 文件加锁机制

NIO的核心部分：

• Channels
• Buffers
• Selectors

Channel 和 Buffer

基本上，所有的 IO 在NIO 中都从一个Channel 开始。Channel 有点象流。 数据可以从Channel读到Buffer中，也可以从Buffer 写到Channel中。这里有个图示：

Channel和Buffer有好几种类型。下面是JAVA NIO中的一些主要Channel的实现：

• FileChannel
• DatagramChannel
• SocketChannel
• ServerSocketChannel

以下是Java NIO里关键的Buffer实现：

• ByteBuffer
• MappedByteBuffer
• CharBuffer
• DoubleBuffer
• FloatBuffer
• IntBuffer
• LongBuffer
• ShortBuffer

Selector

注意：Selector是网络IO中常用的，在文件IO中不会用到。

Selector允许单线程处理多个 Channel。如果你的应用打开了多个连接（通道），但每个连接的流量都很低，使用Selector就会很方便。例如，在一个聊天服务器中。

这是在一个单线程中使用一个Selector处理3个Channel的图示：

要使用Selector，得向Selector注册Channel，然后调用它的select()方法。这个方法会一直阻塞到某个注册的通道有事件就绪。一旦这个方法返回，线程就可以处理这些事件，事件的例子有如新连接进来，数据接收等。

FileChannel

传统写法：

1. public static void method2(){
2.        InputStream in = null;
3.        try{
4.            in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("src/nomal_io.txt"));
5.  
6.            byte [] buf = new byte[1024];
7.            int bytesRead = in.read(buf);
8.            while(bytesRead != -1)
9.            {
10.                for(int i=0;i<bytesRead;i++)
11.                    System.out.print((char)buf[i]);
12.                bytesRead = in.read(buf);
13.            }
14.        }catch (IOException e)
15.        {
16.            e.printStackTrace();
17.        }finally{
18.            try{
19.                if(in != null){
20.                    in.close();
21.                }
22.            }catch (IOException e){
23.                e.printStackTrace();
24.            }
25.        }

NIO写法：

1. public static void method1(){
2.         RandomAccessFile aFile = null;
3.         try{
4.             aFile = new RandomAccessFile("src/nio.txt","rw");
5.             FileChannel fileChannel = aFile.getChannel();
6.             ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
7.  
8.             int bytesRead = fileChannel.read(buf);
9.             System.out.println(bytesRead);
10.  
11.             while(bytesRead != -1)
12.             {
13.                 buf.flip();
14.                 while(buf.hasRemaining())
15.                 {
16.                     System.out.print((char)buf.get());
17.                 }
18.  
19.                 buf.compact();
20.                 bytesRead = fileChannel.read(buf);
21.             }
22.         }catch (IOException e){
23.             e.printStackTrace();
24.         }finally{
25.             try{
26.                 if(aFile != null){
27.                     aFile.close();
28.                 }
29.             }catch (IOException e){
30.                 e.printStackTrace();
31.             }
32.         }
33.     }

使用Buffer一般遵循下面几个步骤：

• 分配空间（ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024); 还有一种allocateDirector后面再陈述）
• 写入数据到Buffer(int bytesRead = fileChannel.read(buf);)
• 调用filp()方法（ buf.flip();）
• 从Buffer中读取数据（System.out.print((char)buf.get());）
• 调用clear()方法或者compact()方法