Java的IO和NIO

一泞辐、Java的IO

Java的IO功能在java.io包下毅贮，包括輸入、輸出兩種IO流驾凶，每種輸入牙甫、輸出流又可分為字節(jié)流和字符流兩大類。字節(jié)流以字節(jié)（8位）為單位處理輸入輸出调违，字符流以字符（16位）為單位來處理輸入輸出窟哺。

1.1 流的分類

1. 輸入輸出流

Java的輸入流主要有InputStream和Reader作為基類，而輸出流主要由OutputStream和Writer作為基類技肩。他們是一些抽象類且轨，無法直接創(chuàng)建實(shí)例。

2. 字節(jié)流和字符流

處理字節(jié)流：InputStream虚婿、OutputStream旋奢；

處理字符流：Reader、Writer然痊。

3. 節(jié)點(diǎn)流和處理流

節(jié)點(diǎn)流：可以直接從IO設(shè)備（如磁盤至朗、網(wǎng)絡(luò)）讀寫數(shù)據(jù)的流稱為節(jié)點(diǎn)流，也被稱為低級流剧浸，比如锹引，處理文件的輸入流：FileInputStream和FileReader；

處理流：對一個已存在的流進(jìn)行連接和封裝唆香，通過封裝后的流來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫功能嫌变，也被稱為高級流，比如PrintStream躬它。

當(dāng)使用節(jié)點(diǎn)流時腾啥，程序可以直接連接到實(shí)際的數(shù)據(jù)源。當(dāng)使用處理流時冯吓，程序并不會直接連接到實(shí)際的數(shù)據(jù)源倘待。

使用處理流的好處就是，只要使用相同的處理流桑谍，程序就可以采用完全相同的輸入輸出代碼來訪問不同的數(shù)據(jù)源延柠，隨著處理流所包裝節(jié)點(diǎn)流的變化，程序?qū)嶋H訪問的數(shù)據(jù)源也會相應(yīng)的發(fā)生改變锣披。實(shí)際上這是一種裝飾者模式贞间，處理流也被稱為包裝流贿条。通過使用處理流，Java程序無須理會輸入輸出節(jié)點(diǎn)是磁盤還是網(wǎng)絡(luò)增热，還是其他設(shè)備整以，程序只要將這些節(jié)點(diǎn)流包裝成處理流，就可以使用相同的輸入輸出代碼來讀寫不同設(shè)備上的數(shù)據(jù)峻仇。

識別處理流很簡單公黑，主要流的構(gòu)造參數(shù)不是一個物理節(jié)點(diǎn)，而是已經(jīng)存在的流摄咆；而節(jié)點(diǎn)流都是直接以物理IO節(jié)點(diǎn)作為構(gòu)造器參數(shù)的凡蚜。比如FileInputStream的構(gòu)造器是FileInputStream(String name)和

FileInputStream(File file)，那么它就是一個節(jié)點(diǎn)流吭从，再比如PrintStream的構(gòu)造器是PrintStream(OutputStream out)朝蜘，那么它就是一個處理流。

使用處理流的優(yōu)點(diǎn)

• 對開發(fā)人員來講涩金，使用處理流進(jìn)行輸入輸出操作更簡單谱醇；
• 使用處理流的執(zhí)行效率更高。

使用節(jié)點(diǎn)流的例子：

package com.wangjun.othersOfJava;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
/*
 * 節(jié)點(diǎn)流演示
 */
public class FileInputStreamTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //讀取文件
        FileInputStream fis = new FileInputStream("README.md");
        //寫入文件
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("test.md"));
        //定義每次讀取的字節(jié)數(shù)步做，保存在b中
        byte[] b = new byte[12];
        //read方法返回實(shí)際讀取的字節(jié)數(shù)
        int hasRead = 0;
        while((hasRead = fis.read(b)) > 0) {
            System.out.println("hasRead:" + hasRead);
            System.out.println(new String(b, 0, hasRead));
            fos.write(b, 0, hasRead);
        }
        fis.close();
    }

}

使用處理流的例子：

package com.wangjun.othersOfJava;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;

/*
 * 處理流演示
 * 程序使用了PrintStream包裝了FileOutputStream節(jié)點(diǎn)流輸出流副渴，使用println輸入字符和對象
 * PrintStream輸出功能非常強(qiáng)大，我們平時常用的System.out.println()就是使用的PrintStream
 */
public class PrintStreamTest {

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("print.md");
        PrintStream ps = new PrintStream(fos);
        ps.println("test1");
        ps.println("test2");
        ps.println(new PrintStreamTest());
    }

}

1.2 Java的IO體系

Java的IO體系提供了將近40個類全度。

下面將常用的一些類做一下分類匯總煮剧。其中粗體的為處理流。

通常來說将鸵，我們認(rèn)為字節(jié)流的功能比字符流的功能強(qiáng)大轿秧，因?yàn)橛?jì)算機(jī)里所有的數(shù)據(jù)都是二進(jìn)制的，而字節(jié)流可以處理所有的二進(jìn)制文件咨堤，但問題就是如果使用字節(jié)流處理文本文件，則需要使用合適的方式將這些字節(jié)轉(zhuǎn)換成字符漩符，這就增加了編程的復(fù)雜度一喘。

所以通常有這么一個規(guī)則：如果進(jìn)行輸入輸出的內(nèi)容是文本內(nèi)容，則應(yīng)考慮使用字符流嗜暴；如果進(jìn)行輸入輸出的內(nèi)容是二進(jìn)制內(nèi)容凸克，則應(yīng)該考慮用字節(jié)流。

注意1：我們一般把計(jì)算機(jī)的文件分為文本文件和二進(jìn)制文件闷沥，其實(shí)計(jì)算機(jī)所有的文件都是二進(jìn)制文件萎战，當(dāng)二進(jìn)制文件內(nèi)容恰好能被正常解析成字符時，則該二進(jìn)制文件就變成了文本文件舆逃。

注意2：上面的表格中列舉了4種訪問管道的流蚂维，它們都是用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間通信功能的戳粒。

1.3 轉(zhuǎn)換流

上面的表格中列舉了java提供的兩個轉(zhuǎn)換流。InputStreamReader和OutputStreamWriter用于將字節(jié)流轉(zhuǎn)換成字符流虫啥。為什么要這么做呢蔚约？前面提到了字節(jié)流的功能比較強(qiáng)大，字符流使用起來方便涂籽，如果有一個字節(jié)流內(nèi)容都是文本內(nèi)容苹祟，那么將它轉(zhuǎn)換成字符流更方便操作。

代碼實(shí)例

package com.wangjun.othersOfJava;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/*
 * 字節(jié)流轉(zhuǎn)字符流示例
 * System.in是鍵盤輸入评雌，是InputStream(字節(jié)流)的實(shí)例树枫，因?yàn)殒I盤輸入都是字符，所以轉(zhuǎn)換成字符流操作更方便
 * 普通的Reader讀取內(nèi)容時依然不方便景东，可以包裝成BufferedReader砂轻，利用BufferedReader的readLine()方法
 * 可以一次讀取一行內(nèi)容
 */
public class InputStreamReaderTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
        BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
        String buffer = null;
        while((buffer = br.readLine()) != null) {
            if(buffer.equals("exit")) {
                System.out.println("bye bye!");
                System.exit(1);
            }
            System.out.println("輸入內(nèi)容為：" + buffer);
        }
    }
}

BufferedReader具有一個readLine方法，可以非常方便的一次讀取一行內(nèi)容耐薯，所以經(jīng)常把讀取文本的輸出流包裝成BufferedReader舔清，用來方便的讀取輸入流中的文本內(nèi)容。

1.4 推回輸入流

在java的IO體系中提供了兩個特殊的流曲初，PushbackInputStream和PushbackReader体谒。它們提供了unread方法用于將字節(jié)/字符推回到推回緩沖區(qū)里面，從而允許讀取剛剛讀取的內(nèi)容臼婆。

它們帶有一個推回緩沖區(qū)抒痒，程序調(diào)用read方法時總是先從推回緩沖區(qū)里面讀取，只有完全讀取了推回緩沖區(qū)的內(nèi)容颁褂，并且還沒有裝滿read所需的數(shù)組時才會從原始輸入流中讀取故响。

代碼實(shí)例

package com.wangjun.othersOfJava;

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.PushbackReader;

/*
 * 推回緩沖流測試
 * 如果文件中包含LeetCode就把LeetCode周邊的字符打印出來
 */
public class PushbackReaderTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //推回緩沖區(qū)的長度為64
        PushbackReader pr = new PushbackReader(new FileReader("README.md"), 64);
        char[] cbuf = new char[16];
        int hasRead = 0;
        String lastRead = "";
        while((hasRead = pr.read(cbuf)) > 0) {
            String str = new String(cbuf, 0, hasRead);
            if((lastRead + str).contains("LeetCode")) {
                //推回到緩沖區(qū)
                pr.unread(cbuf, 0, hasRead);
                //這一次會先讀取緩沖區(qū)的內(nèi)容
                hasRead = pr.read(cbuf);
                //打印字符
                System.out.println(new String(cbuf, 0 ,hasRead));
                System.out.println("lastRead:" + lastRead);
                pr.close();
                return;
            }else {
                lastRead = str;
            }
        }
        pr.close();
    }

}

1.5 重定向標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出

Java的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出分別通過System.in和System.out來代表，默認(rèn)情況下他們代表鍵盤和顯示器颁独，在System類里面提供了3個重定向的方法：setError(PrintStream err)彩届、setIn(IputStream in)、setOut(PrintStream out)誓酒。

代碼實(shí)例

package com.wangjun.othersOfJava;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;
import java.util.Scanner;

/*
 * 將System.out重定向到文件樟蠕，而不是屏幕
 */
public class SystemInRedirect {

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 重定向標(biāo)準(zhǔn)輸出
        PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("out.md"));
        // 將標(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到ps流
        System.setOut(ps);
        // 后面打印的內(nèi)容就會打印到ps中，而不是Console控制臺
        System.out.println("test1");
        System.out.println(new SystemInRedirect());

        // 重定向標(biāo)準(zhǔn)輸入
        FileInputStream fis = new FileInputStream("test.md");
        System.setIn(fis);
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        s.useDelimiter("\n");
        while (s.hasNext()) {
            System.out.println("獲取到的輸入內(nèi)容是：" + s.next());
        }
        s.close();
    }
}

1.6 Java虛擬機(jī)讀寫其他進(jìn)程的數(shù)據(jù)

Runtime對象的exec()方法可以運(yùn)行平臺上的其他程序靠柑，該方法產(chǎn)生一個Process對象寨辩，Process對象代表由該Java程序啟動的子進(jìn)程。Process提供了如下3個方法用于程序和其子進(jìn)程進(jìn)行通信：

• InputStream getErrorStream()：獲取子進(jìn)程的錯誤流歼冰；
• InputStream getInputStream()：獲取子進(jìn)程的輸入流靡狞；
• OutputStream getOutputStream()：獲取子進(jìn)程的輸出流。

代碼實(shí)例

package com.wangjun.othersOfJava;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.util.Scanner;

/*
 * 讀取其他進(jìn)程的輸出信息
 */
public class ReadFromProcess {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 讀取其他進(jìn)程的數(shù)據(jù)
        // 運(yùn)行javac命令隔嫡，返回該命令的子進(jìn)程
        Process p = Runtime.getRuntime().exec("javac");
        // 以p進(jìn)程的錯誤流創(chuàng)建BufferedReader對象
        // 這個錯誤流對本程序是輸入流甸怕，對p進(jìn)程則是輸出流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getErrorStream()));
        String buff = null;
        while ((buff = br.readLine()) != null) {
            System.out.println(buff);
        }

        // 2. 將數(shù)據(jù)輸出到其他程序
        Process p2 = Runtime.getRuntime().exec("java ReadStandard");
        PrintStream ps = new PrintStream(p2.getOutputStream());
        ps.println("普通字符串");
        ps.println(new ReadFromProcess());
        System.out.println(222);
    }
}

class ReadStandard {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        try (Scanner s = new Scanner(System.in); 
            PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("out.md"))) {
            s.useDelimiter("\n");
            while (s.hasNext()) {
                ps.println("輸入內(nèi)容是：" + s.next());
            }
        }
    }
}

輸出到其他程序甘穿，代碼運(yùn)行沒有成功，待分析...

Java的NIO

BufferedReader有一個特征蕾各，就是讀取輸入流中的數(shù)據(jù)時扒磁，如果沒有讀到有效數(shù)據(jù)，程序?qū)⒃诖颂幾枞摼€程的執(zhí)行（使用InputStream的read方法從流中讀取數(shù)據(jù)時式曲，也有這樣的特性）妨托，java.io下面的輸入輸出流都是阻塞式的。不僅如此吝羞，傳統(tǒng)的輸入輸出流都是通過字節(jié)的移動來處理的兰伤，及時我們不直接去處理字節(jié)流，單底層的實(shí)現(xiàn)還是依賴于字節(jié)處理钧排，也就是說摹迷，面向流的輸入輸出系統(tǒng)一次只能處理一個字節(jié)怠苔，因此面向流的輸入輸出系統(tǒng)通常效率都不高蛔琅。

為了解決上面的問題男杈，NIO就出現(xiàn)了。NIO采用內(nèi)存映射文件來處理輸入輸出糟袁，NIO將文件或文件的一段區(qū)域映射到內(nèi)存中判族，這樣就可以像訪問內(nèi)存一樣來訪問文件了。（這種方式模擬了操作系統(tǒng)上虛擬內(nèi)存的概念）项戴，通過這種方式進(jìn)行輸入輸出要快得多形帮。

Channel（通道）和Buffer（緩沖）是NIO中兩個核心對象。Channel是對傳統(tǒng)的輸入輸出系統(tǒng)的模擬周叮，在NIO系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)都需要通過通道傳輸辩撑，Channel與傳統(tǒng)的InputStream、OutputStream最大的區(qū)別就是提供了一個map()方法仿耽，通過它可以直接將“一塊數(shù)據(jù)”映射到內(nèi)存中合冀。如果說傳統(tǒng)IO是面向流的處理，那么NIO是面向塊的處理项贺。

Buffer可以被理解為一個容器水慨，它的本質(zhì)是一個數(shù)組，發(fā)送到Channel中所有的對象都必須首先放到Buffer中敬扛，從而Channel中讀取的數(shù)據(jù)也必須先放到Buffer中。Buffer既可以一次次從Channel取數(shù)據(jù)朝抖，也可以使用Channel直接將文件的某塊數(shù)據(jù)映射成Buffer啥箭。

除了Channel和Buffer之外，NIO還提供了用于將Unicode字符串映射成字節(jié)序列以及逆映射操作的Charset類治宣，也提供了用于支持非阻塞式輸入輸出的Selector類急侥。其中Selector是非阻塞IO的核心砌滞。?

Buffer介紹

在Buffer中有三個重要的概念：

• 容量（capacity）：表示Buffer的大小，創(chuàng)建后不能呢過改變坏怪；
• 界限（limit）：第一個不能被讀寫的緩沖區(qū)的位置贝润，也就是后面的數(shù)據(jù)不能被讀寫；
• 位置（position）：用于指明下一個可以被讀寫的緩沖區(qū)位置索引铝宵。當(dāng)從Channel讀取數(shù)據(jù)的時候打掘，position的值就等于讀到了多少數(shù)據(jù)。

Buffer的主要作用就是裝入數(shù)據(jù)鹏秋，然后輸出數(shù)據(jù)尊蚁。當(dāng)裝入數(shù)據(jù)結(jié)束時，調(diào)用flip()方法侣夷，該方法將limit設(shè)為position所在位置横朋，將position的值設(shè)為0，為輸出數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備百拓。當(dāng)輸出數(shù)據(jù)結(jié)束后琴锭，調(diào)用clear()方法，將position的值設(shè)為0衙传，limit設(shè)為capacity决帖，為下一次的裝入數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備。

常用的Buffer是CharBuffer和ByteBuffer粪牲。

使用put()和get()方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的放入和讀取古瓤，分為相對和絕對兩種：

• 相對：從Buffer當(dāng)前position位置開始讀取或者寫入數(shù)據(jù)，然后將position的值按處理元素的個數(shù)增加腺阳；
• 絕對：直接根據(jù)索引向Buffer中讀取和寫入數(shù)據(jù)落君，使用絕對方式訪問Buffer里的數(shù)據(jù)時，不會影響position的值亭引。

代碼示例

package com.wangjun.othersOfJava;

import java.nio.CharBuffer;

public class NIOBufferTest {

    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建CharBuffer
        CharBuffer cb = CharBuffer.allocate(8);
        System.out.println("capacity:" + cb.capacity());
        System.out.println("limit:" + cb.limit());
        System.out.println("position:" + cb.position());
        //放入元素
        cb.put('a');
        cb.put('b');
        cb.put('c');
        System.out.println("加入三個元素后绎速，position:" + cb.position());
        cb.flip();
        System.out.println("執(zhí)行flip()后，limit:" + cb.limit());
        System.out.println("執(zhí)行flip()后焙蚓，position:" + cb.position());
        System.out.println("取出第一個元素： " + cb.get());
        System.out.println("取出第一個元素后纹冤，position：" + cb.position());
        //調(diào)用clear方法
        cb.clear();
        System.out.println("執(zhí)行clear()后，limit:" + cb.limit());
        System.out.println("執(zhí)行clear()后购公，position:" + cb.position());
        System.out.println("執(zhí)行clear()后萌京，數(shù)據(jù)沒有清空，第三個值是:" + cb.get(2));
        System.out.println("執(zhí)行絕對讀取后宏浩，position：" + cb.position());
    }

}

通過allocate方法創(chuàng)建的是普通Buffer知残，還可以通過allocateDirect方法來創(chuàng)建直接Buffer，雖然創(chuàng)建成本比較高比庄，但是讀寫快求妹。因此適用于長期生存的Buffer乏盐，使用方法和普通Buffer類似。注意制恍，只有ByteBuffer提供了此方法父能，其他類型的想用，可以將該Buffer轉(zhuǎn)成其他類型的Buffer净神。

Channel（通道）介紹

Channel類似傳統(tǒng)的流對象何吝，主要區(qū)別如下：

• Channel可以直接將指定文件的部分或全部直接映射成Buffer。
• 程序不能直接訪問Channel中的數(shù)據(jù)强挫，只能通過Buffer交互岔霸。

所有的Channel都不應(yīng)該通過構(gòu)造器來創(chuàng)建，而是通過傳統(tǒng)的InputStream俯渤、OutputStream的getChannel()方法來返回對應(yīng)的Channel呆细，不同的節(jié)點(diǎn)流獲取的Channel不一樣，比如FileInputStream返回的是FileChannel八匠。

Channel常用的方法有三類：map()絮爷、read()、write()梨树。map方法將Channel對應(yīng)的部分或全部數(shù)據(jù)映射成ByteBuffer坑夯；read和write方法都有一系列的重載形式，這些方法用于從Buffer中讀取/寫入數(shù)據(jù)抡四。

代碼示例

package com.wangjun.othersOfJava;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.CharsetDecoder;

/*
 * 將FileChannel的全部數(shù)據(jù)映射成ByteBuffer
 */
public class NIOChannelTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        File f = new File("NIOChannelTest.md");
        //java7新特性try括號內(nèi)的資源會在try語句結(jié)束后自動釋放柜蜈，前提是這些可關(guān)閉的資源必須實(shí)現(xiàn) java.lang.AutoCloseable 接口。
        try(
            FileChannel inChannel = new FileInputStream(f).getChannel();
            FileChannel outChannel = new FileOutputStream("a.md").getChannel();
                ){
            //將FileChannel的全部數(shù)據(jù)映射成ByteBuffer
            //map方法的三個參數(shù)：1映射模式指巡；2,3控制將哪些數(shù)據(jù)映射成ByteBuffer
            MappedByteBuffer buffer = inChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, f.length());
            //直接將buffer的數(shù)據(jù)全部輸出淑履，完成文件的復(fù)制： NIOChannelTest.md -> a.md
            outChannel.write(buffer);
            
            //以下為了輸出文件字符串內(nèi)容
            //使用GBK字符集來創(chuàng)建解碼器
            Charset charset = Charset.forName("GBK");
            //復(fù)原limit和position的位置
            buffer.clear();
            //創(chuàng)建解碼器
            CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();
            //使用解碼器將ByteBuffer轉(zhuǎn)成CharBuffer
            CharBuffer charBuffer = decoder.decode(buffer);
            System.out.println(charBuffer);
        }
    }

}

除了上面的一次性取數(shù)據(jù)，也可以分多次取數(shù)據(jù)

//如果Channel對應(yīng)的文件過大藻雪，使用map方法一次性將所有文件內(nèi)容映射到內(nèi)存中可能會因此性能下降
//這時候我們可以適應(yīng)Channel和Buffer進(jìn)行多次重復(fù)取值
public static void getDataByArray() throws Exception {
  try(
    //創(chuàng)建文件輸入流
    FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("NIOChannelTest.md");
    FileChannel fileChannel = fileInputStream.getChannel();
  ){
    //定義一個ByteBuffer對象秘噪，用于重復(fù)取水
    ByteBuffer bbuff = ByteBuffer.allocate(64);
    while(fileChannel.read(bbuff) != -1) {
      bbuff.flip();
      Charset charset = Charset.forName("GBK");
      //創(chuàng)建解碼器
      CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();
      //使用解碼器將ByteBuffer轉(zhuǎn)成CharBuffer
      CharBuffer charBuffer = decoder.decode(bbuff);
      System.out.println(charBuffer);
      //為下一次讀取數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備
      bbuff.clear();
    }
  }
}

Selector（選擇器）介紹

Selector選擇器類管理著一個被注冊的通道集合的信息和它們的就緒狀態(tài)。通道是和選擇器一起被注冊的勉耀，并且使用選擇器來更新通道的就緒狀態(tài)指煎。利用 Selector可使一個單獨(dú)的線程管理多個 Channel，selector 是非阻塞 IO 的核心便斥。

應(yīng)用

當(dāng)通道使用register（Selector sel, int ops）方法將通道注冊選擇器時至壤，選擇器對通道事件進(jìn)行監(jiān)聽，通過第二個參數(shù)指定監(jiān)聽的事件類型枢纠。

其中可監(jiān)聽的事件類型包括以下：

讀 : SelectionKey.OP_READ

寫 : SelectionKey.OP_WRITE

連接 : SelectionKey.OP_CONNECT

接收 : SelectionKey.OP_ACCEPT

如果需要監(jiān)聽多個事件可以使用位或操作符：

int key = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE ; //表示同時監(jiān)聽讀寫操作

參考：

https://blog.csdn.net/dd864140130/article/details/50299687

https://www.cnblogs.com/qq-361807535/p/6670529.html

https://blog.csdn.net/dd864140130/article/details/50299687

文件鎖

在NIO中像街，Java提供了文件鎖的支持，使用FileLock來支持文件鎖定功能，在FileChannel中提供lock()/tryLock()方法來獲取文件鎖FileLock對象宅广，從而鎖定文件。lock和tryLock的區(qū)別是前者無法得到文件鎖的時候會阻塞些举，后者不會阻塞跟狱。也支持鎖定部分內(nèi)容，使用lock(long position, long size, boolean shared)即可户魏，其中shared為true時驶臊，表明該鎖是一個共享鎖，可以允許多個縣城讀取文件叼丑，但阻止其他進(jìn)程獲得該文件的排他鎖关翎。當(dāng)shared為false時，表明是一個排他鎖鸠信，它將鎖住對該文件的讀寫纵寝。

默認(rèn)獲取的是排他鎖。

代碼示例

package com.wangjun.othersOfJava;

import java.io.FileOutputStream;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.FileLock;

public class FileLockTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        try(
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("a.md");
            FileChannel fc = fos.getChannel();
                ){
            //使用非阻塞方式對指定文件加鎖
            FileLock lock = fc.tryLock();
            Thread.sleep(3000);
            lock.release();//釋放鎖
        }
    }
}

Java的NIO2

Java7對原來的NIO進(jìn)行了重大改進(jìn)：

• 提供了全面的文件IO和文件系統(tǒng)訪問支持星立；
• 基于異步Channel的IO爽茴。

這里先簡單介紹一下對文件系統(tǒng)的支持，后續(xù)繼續(xù)學(xué)習(xí)绰垂。

NIO2提供了一下接口和工具類：

• Path接口：通過和Paths工具類結(jié)合使用產(chǎn)生Path對象室奏，可以獲取文件根路徑、絕對路徑劲装、路徑數(shù)量等胧沫；
• Files工具類：提供了很多靜態(tài)方法，比如復(fù)制文件占业、一次性讀取文件所有行绒怨、判斷是否為隱藏文件、判斷文件大小纺酸、遍歷文件和子目錄窖逗、訪問文件屬性等；
• FileVisitor接口：代表一個文件訪問器餐蔬，F(xiàn)iles工具類使用walkFileTree方法遍歷文件和子目錄時碎紊，都會觸發(fā)FileVisitor中相應(yīng)的方法，比如訪問目錄之前樊诺、之后仗考，訪問文件時，訪問文件失敗時词爬；
• WatchService：監(jiān)控文件的變化秃嗜；

NIO和IO的區(qū)別

Java的NIO提供了與標(biāo)準(zhǔn)IO不同的工作方式：

• Channels and Buffers（通道和緩沖區(qū)）：標(biāo)準(zhǔn)的IO基于字節(jié)流和字符流進(jìn)行操作的，沒有被緩存在任何地方，而NIO是基于通道（Channel）和緩沖區(qū)（Buffer）進(jìn)行操作锅锨，數(shù)據(jù)總是從通道讀取到緩沖區(qū)中叽赊，或者從緩沖區(qū)寫入到通道中，因此可以前后移動流中的數(shù)據(jù)必搞；
• Asynchronous IO（異步IO）：Java NIO可以讓你異步的使用IO必指，例如：當(dāng)線程從通道讀取數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)時，線程還是可以進(jìn)行其他事情恕洲。當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入到緩沖區(qū)時塔橡，線程可以繼續(xù)處理它。從緩沖區(qū)寫入通道也類似霜第。因?yàn)镹IO將阻塞交給了后臺線程執(zhí)行葛家，非阻塞IO的空余時間可以用于其他通道上進(jìn)行IO，因此可以一個線程可以管理多個通道泌类，而IO是阻塞的癞谒，阻塞式的IO每個連接必須開一個線程來處理，每個線程都需要珍貴的CPU資源末誓，等待IO的時候扯俱，CPU資源沒有被釋放就被浪費(fèi)掉了。
• Selectors（選擇器）：選擇器允許一個單獨(dú)的線程可以監(jiān)聽多個數(shù)據(jù)通道（（網(wǎng)絡(luò)連接或文件）喇澡，你可以注冊多個通道使用一個選擇器迅栅，然后使用一個單獨(dú)的線程來“選擇”通道：這些通道里已經(jīng)有可以處理的輸入，或者選擇已準(zhǔn)備寫入的通道晴玖。這種選擇機(jī)制读存，使得一個單獨(dú)的線程很容易來管理多個通道。但付出的代價(jià)是解析數(shù)據(jù)可能會比從一個阻塞流中讀取數(shù)據(jù)更復(fù)雜呕屎。

使用場景

NIO

• 優(yōu)勢在于一個線程管理多個通道让簿；但是數(shù)據(jù)的處理將會變得復(fù)雜；
• 如果需要管理同時打開的成千上萬個連接秀睛，這些連接每次只是發(fā)送少量的數(shù)據(jù)尔当，采用這種；

傳統(tǒng)的IO

• 適用于一個線程管理一個通道的情況蹂安；因?yàn)槠渲械牧鲾?shù)據(jù)的讀取是阻塞的椭迎；
• 如果需要管理同時打開不太多的連接，這些連接會發(fā)送大量的數(shù)據(jù)田盈；

參考：BIO畜号、NIO、AIO

https://blog.csdn.net/anxpp/article/details/51512200

http://bbym010.iteye.com/blog/2100868

Netty簡介

Netty是一個java開源框架允瞧。Netty提供異步的简软、事件驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序框架和工具蛮拔，用以快速開發(fā)高性能、高可靠性的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端程序痹升。

Netty是一個NIO客戶端建炫、服務(wù)端框架。允許快速簡單的開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序疼蛾。例如：服務(wù)端和客戶端之間的協(xié)議踱卵。它最牛逼的地方在于簡化了網(wǎng)絡(luò)編程規(guī)范。例如:TCP和UDP的Socket服務(wù)据过。