java从jdk1.4后就引入了java NIO机制:

NIO的显著特点就是通道(channel)、缓冲(buffer)、选择器(selector),NIO机制中添加了传统I/O机制中没有的非阻塞调用(这对于网络通信很有用,可以有效利用CPU),但是这个只能对于网络通道(Socketchannel)才适用,filechannel还是阻塞调用。

我们现在专门分析的是java中的文件I/O机制,而不管网络的socket通信机制。

Java中传统的文件系统I/O机制是Filesystem和File,java中的Filesystem是java中的内部类,不提供对外的显示特性,File类中的包含了Filesystem的对象,从而对于File的操作,比如rename、create etc 都转成成java中的内部类Filesystem的操作。下面的是java中的Filesystem的抽象类:

abstract class FileSystem {

/**
     * Return the FileSystem object representing this platform's local
     * filesystem.
     */
    public static native FileSystem getFileSystem();

/* -- Normalization and construction -- */

/**
     * Return the local filesystem's name-separator character.
     */
    public abstract char getSeparator();

/**
     * Return the local filesystem's path-separator character.
     */
    public abstract char getPathSeparator();
  
   。。。。。。

}

每个操作系统中都有一个具体的文件系统,而在windows下,通过Filesystem的getFilesystem()操作获取本地文件系统,win32Filesystem; 而对于linux系统下,获取的是unixFilesystem;

而java中传统的I/O机制中的File对象,通过包含Filesystem对象,来达到对于文件系统下文件的管理操作create、delete、rename等。而关于文件的I/O数据流,输入和输出,采用的是Fileinputstream和Fileoutputstream。下面以Fileinputstream为例,Fileinputstream中的文件操作函数包括如下:

private native void open(String name) throws FileNotFoundException;

/**
     * Reads a byte of data from this input stream. This method blocks
     * if no input is yet available.
     *
     * @return     the next byte of data, or <code>-1</code> if the end of the
     *             file is reached.
     * @exception  IOException  if an I/O error occurs.
     */
    public int read() throws IOException {
        Object traceContext = IoTrace.fileReadBegin(path);
        int b = 0;
        try {
            b = read0();
        } finally {
            IoTrace.fileReadEnd(traceContext, b == -1 ? 0 : 1);
        }
        return b;
    }

private native int read0() throws IOException;

/**
     * Reads a subarray as a sequence of bytes.
     * @param b the data to be written
     * @param off the start offset in the data
     * @param len the number of bytes that are written
     * @exception IOException If an I/O error has occurred.
     */
    private native int readBytes(byte b[], int off, int len) throws IOException;
 
     public native long skip(long n) throws IOException;

等,上面是几个重要的函数,每次File读取操作的时候都有个文件读取位置,在linux文件系统下是文件描述符FileDescriptor,而windows系统下是handler,读取位置是通过FileDescriptor或者Handler来完成的,每次只能从上一次的位置读取文件操作。

但是Java中的NIO(New I/O)中引入了FileChannel,在FileChannel中有如下新特性:

  1. 字节读取可以以相对位置读取,也可以以绝对位置读取
  2. 一个文件的区域可以直接映射进入到内存中去
  3. 字节可以从一个文件传送到另外一个文件,通过transferto方法,直接在内核空间进行文件传输,而不用在用户态和内核态之间来回切换,有效减少了文件传输时间(在linux下有个相应的函数是sendfile,直接是在内核态进行文件传输,而无须在用户态和内核态之间来回进行数据切换)

相应的Filechannel是一个抽象类:

    public  abstract class FileChannel
    extends AbstractInterruptibleChannel
    implements SeekableByteChannel, GatheringByteChannel, ScatteringByteChannel {。。。}

新增加的方法是:
       /**
     * Reads a sequence of bytes from this channel into the given buffer,
     * starting at the given file position.
     *
     * <p> This method works in the same manner as the {@link
     * #read(ByteBuffer)} method, except that bytes are read starting at the
     * given file position rather than at the channel's current position.  This
     * method does not modify this channel's position.  If the given position
     * is greater than the file's current size then no bytes are read.  </p>
     public abstract int read(ByteBuffer dst, long position) throws IOException;
   /**
     * Writes a sequence of bytes to this channel from the given buffer,
     * starting at the given file position.
     *
     * <p> This method works in the same manner as the {@link
     * #write(ByteBuffer)} method, except that bytes are written starting at
     * the given file position rather than at the channel's current position.
     * This method does not modify this channel's position.  If the given
     * position is greater than the file's current size then the file will be
     * grown to accommodate the new bytes; the values of any bytes between the
     * previous end-of-file and the newly-written bytes are unspecified.  </p>
     public abstract int write(ByteBuffer src, long position) throws IOException;
  /**
     * Acquires a lock on the given region of this channel's file.
      public abstract FileLock lock(long position, long size, boolean shared)
        throws IOException;
   /**
     * Forces any updates to this channel's file to be written to the storage
     * device that contains it.
   public abstract void force(boolean metaData) throws IOException;
  /**
     * Transfers bytes from this channel's file to the given writable byte
     * channel.
     * <p> This method is potentially much more efficient than a simple loop
     * that reads from this channel and writes to the target channel.  Many
     * operating systems can transfer bytes directly from the filesystem cache
     * to the target channel without actually copying them.  </p>
    public abstract long transferTo(long position, long count,
                                    WritableByteChannel target)
        throws IOException;
   上述是FileChannel新增的方法。

传统的Java中的I/O机制中的FileInputStream的成员变量:

private final FileDescriptor fd;
   即传统的java文件系统采用的是通过文件描述符的形式来记住文件的存取位置

而java中的NIO机制也是采用类似的机制:

// Used to make native read and write calls
    private static NativeDispatcher nd;

// Memory allocation size for mapping buffers
    private static long allocationGranularity;

// Cached field for MappedByteBuffer.isAMappedBuffer
    private static Field isAMappedBufferField;

// File descriptor
    private FileDescriptor fd;
   上面是一个具体的Filechannel类,FilechannelImpl部分成员变量。

java文件系统中的的NIO与IO的更多相关文章

  1. Java中 NIO与IO的区别

    当学习了Java NIO和IO的API后,一个问题马上涌入脑海: 我应该何时使用IO,何时使用NIO呢?在本文中,我会尽量清晰地解析Java NIO和IO的差异.它们的使用场景,以及它们如何影响您的代 ...

  2. Java中的NIO和IO的对比分析

    总的来说,java中的IO和NIO主要有三点区别: IO NIO 面向流 面向缓冲 阻塞IO 非阻塞IO 无 选择器(Selectors) 1.面向流与面向缓冲 Java NIO和IO之间第一个最大的 ...

  3. Java中的NIO及IO

    1.概述 Java NIO(New IO) 是从Java 1.4版本开始引入的一个新的IO API,可以替代标准的Java IO API.NIO与原来的IO有同样的作用和目的,但是使用的方式完全不同, ...

  4. java中的NIO和IO到底是什么区别?20个问题告诉你答案

    摘要:NIO即New IO,这个库是在JDK1.4中才引入的.NIO和IO有相同的作用和目的,但实现方式不同,NIO主要用到的是块,所以NIO的效率要比IO高很多. 本文分享自华为云社区<jav ...

  5. Java中NIO和IO区别和适用场景

    NIO是为了弥补IO操作的不足而诞生的,NIO的一些新特性有:非阻塞I/O,选择器,缓冲以及管道.管道(Channel),缓冲(Buffer) ,选择器( Selector)是其主要特征. 概念解释: ...

  6. Java 7 中 NIO.2 的使用——第四节 文件和目录

    Files类提供了很多方法用于检查在于你真正实际去操作一个文件或目录.这些方法强烈推荐,也非常有用,也能避免很多异常的发生.例如,一个很好的习惯就是在你试着移动一个文件从一个地方到另一个地方的时候,先 ...

  7. Java 7 中 NIO.2 的使用——第一节 Path 类的使用

    路径隶属于文件系统,实际上它是存储和组织媒体文件的格式,通常在一块或多块硬盘设备上,以便于非常容易地检索.文件系统可以通过  java.nio.file.FileSystems 这个final 类来访 ...

  8. java nio 与io区别

    转自:http://blog.csdn.net/keda8997110/article/details/19549493 当学习了Java NIO和IO的API后,一个问题马上涌入脑海: 我应该何时使 ...

  9. java nio(non-blocking io)简介及和io

    在 Java1.4之前的I/O系统中,提供的都是面向流的I/O系统,系统一次一个字节地处理数据,一个输入流产生一个字节的数据,一个输出流消费一个字节 的数据,面向流的I/O速度非常慢,而在Java 1 ...

随机推荐

  1. sql:查询创建表的结构

    --显示所有用户表: --1 SELECT SCHEMA_NAME(schema_id) As SchemaName , name As TableName from sys.tables ORDER ...

  2. 命令解决500 Error: Cannot find module 'XXX'

    装express之后访问http://localhost:3000.会出现500 Error: Cannot find module 'xxx'错误 解决方案: 确定package.json里有添加相 ...

  3. 【Web crawler】爬虫之百度首页

    刚开始学习爬虫,照着教程手打了一遍,还是蛮有成就感的.使用版本:python2.7 *注意:python2的默认编码是ASCII编码而python3默认编码是utf-8 import urllib2 ...

  4. 【Python之搜索引擎】(一)概述

    learning goal--search engine 1.Find datas - crawl 2.Index 3.page rank String操作 提取网络中的链接 Extracting a ...

  5. win10 x64 python3.6 pycharm 安装statsmodels

    在pycharm下,安装statsmodels,会出现需要vc++14.0的错误提示. 这时可以到网站 https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#word ...

  6. 关于cn.jedisoft.framework.annotations 的增删改查

    今天在做一个crud的功能的时候,调用api老是调用不同.奇怪的是 在add的时候能添加进去,而删除和修改的时候不能成功. 最后反应过来,我在修改和删除的时候用的主键id是int类型的,接口类型是不能 ...

  7. linux 问题总结

    1.The program 'make' can be found in the following packages: 解决方法:sudo apt-get install build-essenti ...

  8. case选择语句

    #!/bin/bash   PS3="please select menu:"   select  i  in "Apache" "Mysql&quo ...

  9. $.on()方法和addEventListener改变this指向

    jQuery $.on()方法和addEventListener改变this指向 标签(空格分隔): jQuery JavaScript jQuery $.on() jq的绑定事件使用$([selec ...

  10. Can't create new folder in windows7

    First, please use System File Checker tool to troubleshoot(诊断) this issue. If the issue persists, im ...