Java NIO 概述
- Java NIO 是 Java4 之后提供的一種帶緩沖區(qū)誊薄、非阻塞 IO、且是雙向通信的，數(shù)據(jù)是從通道到緩沖區(qū)才漆，或從緩沖區(qū)到通道
- 它由 Channel、Buffer佛点、Selector 這幾個(gè)部分構(gòu)成了核心的 API
Java IO 與 NIO 區(qū)別
- Java IO：
- 面向流醇滥、阻塞IO、單向通信
- 從流中讀取一個(gè)或多個(gè)字節(jié)超营、直至讀取所有字節(jié)鸳玩、它不能移動(dòng)流中的數(shù)據(jù)
- 優(yōu)點(diǎn)：如果連接少，他的延遲是最低的演闭，因?yàn)橐粋€(gè)線程只處理一個(gè)連接不跟，適用于少連接且延遲低的場景米碰，比如說數(shù)據(jù)庫連接
- JavaNIO：
- 面向緩沖购城、非阻塞IO虐译、選擇器瘪板、雙向通信
- 將數(shù)據(jù)讀取到一個(gè)緩沖區(qū)，需要時(shí)可以在緩沖區(qū)前后移動(dòng)漆诽，增加靈活性
- 優(yōu)點(diǎn)：阻塞業(yè)務(wù)處理但不阻塞數(shù)據(jù)接收，如果是需要管理同時(shí)成千上萬個(gè)連接拴泌，這些連接每次只發(fā)送少量數(shù)據(jù)，如聊天室蚪腐，適用于高并發(fā)且處理簡單的場景
- 缺點(diǎn)：NIO 可以使用一個(gè)或幾個(gè)單線程管理多個(gè)通道（網(wǎng)絡(luò)連接）箭昵，但付出的代價(jià)是解析數(shù)據(jù)可能會(huì)比從一個(gè)阻塞流中讀取數(shù)據(jù)更復(fù)雜
Channel（通道）
- Channel 類似流，但又有些不同：
- 既可以從通道中讀取數(shù)據(jù)回季，又可以寫數(shù)據(jù)到通道家制。但流的讀寫通常是單向的
- 通道可以異步地讀寫
- 通道中的數(shù)據(jù)總是要先讀到一個(gè)Buffer颤殴，或者總是要從一個(gè)Buffer中寫入
- Channel 是通道的高層接口，其有幾個(gè)實(shí)現(xiàn)類：
- FileChannel：從文件中讀寫數(shù)據(jù)涵但，但無法設(shè)置為非阻塞模式
- DatagramChannel：能通過 UDP 讀寫網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)
- SocketChannel：能通過 TCP 讀寫網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)
- ServerSocketChannel：可以監(jiān)聽新進(jìn)來的TCP連接帖蔓，像Web服務(wù)器那樣。對(duì)每一個(gè)新進(jìn)來的連接都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)SocketChannel
Buffer（緩沖區(qū)）
- 緩沖區(qū)本質(zhì)上是一塊可以讀寫數(shù)據(jù)的內(nèi)存塑娇，這塊內(nèi)存被包裝成了 NIO 的 Buffer 對(duì)象埋酬，并提供一組方法，用來方便的訪問該塊內(nèi)存写妥。
- 數(shù)據(jù)是從通道讀入緩沖區(qū)，從緩沖區(qū)寫入到通道中的
- Buffer 是緩沖區(qū)的高層接口醇坝，其有幾個(gè)實(shí)現(xiàn)類：
- ByteBuffer次坡、MappedByteBuffer、CharBuffer砸琅、DoubleBuffer
- FloatBuffer、IntBuffer谚赎、LongBuffer诱篷、ShortBuffer
- 通過 allocate 方法分配一個(gè)指定大小的 Buffer
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);
- 新創(chuàng)建的 Buffer 為寫模式壶唤，向 Buffer 中寫數(shù)據(jù)有兩種方式：
- 從 Channel 寫到 Buffer
int bytesRead = inChannel.read(buf);- 通過 put 方法寫到 Buffer
buf.put(127); - 在寫模式下調(diào)用 flip() 時(shí) Buffer 切換為讀模式棕所，從 Buffer 中讀數(shù)據(jù)有兩種方式：
- 從Buffer讀取數(shù)據(jù)到Channel
int bytesWritten = inChannel.write(buf);- 通過 get 方法從 Buffer 中讀取數(shù)據(jù)
byte aByte = buf.get(); - 常用方法：
- flip()：翻轉(zhuǎn)緩沖區(qū)，切換輸入/輸出模式
buf.put("header ".getBytes()); // 往緩沖區(qū)輸入數(shù)據(jù) in.read(buf); // 將數(shù)據(jù)從從通道讀入緩沖區(qū) buf.flip(); // 翻轉(zhuǎn)緩沖區(qū) out.write(buf); // 輸出緩沖區(qū)數(shù)據(jù)寫入到通道- rewind()：將 position 設(shè)回 0迎吵，所以可以重讀 Buffer 中所有數(shù)據(jù)
- clear()：清空緩沖區(qū)针贬，Buffer 切換回寫模式，將 position 設(shè)回 0蔫巩，但實(shí)際上 Buffer 中的數(shù)據(jù)并未被清除快压，只是標(biāo)記回 0 后新寫入的數(shù)據(jù)會(huì)覆蓋原來的數(shù)據(jù)
- compact()：清除已讀過的數(shù)據(jù)，未讀的數(shù)據(jù)會(huì)被移至緩沖區(qū)起始處嗓节，Buffer 切換回寫模式拦宣，新寫入的數(shù)據(jù)將從緩沖區(qū)未讀數(shù)據(jù)后面寫入
- mark()：標(biāo)記 Buffer 中一個(gè)特定的 position，之后可通過 reset() 方法恢復(fù)到這個(gè) position
-
equals()：比較兩個(gè) Buffer 是否相同
- 它必須有相同的類型（int鸵隧、byte 等）
- Buffer 中剩余的 byte、char 等個(gè)數(shù)相同
- Buffer 中所有剩余的 byte珊蟀、char 等都相同
-
compareTo()：比較兩個(gè) Buffer 大小，如滿足以下條件則認(rèn)為一個(gè) Buffer 小于另一個(gè) Buffer
- 第一個(gè)不相等的元素小于另一個(gè) Buffer 中對(duì)應(yīng)的元素
- 所有元素都相等腻窒，第一個(gè) Buffer 剩余的空間小于第二個(gè) Buffer
Buffer 的 capacity磅崭，position 和 limit
- Buffer 包含了三個(gè)屬性：
-
capacity：
- 代表 Buffer 的容量大小
- 一旦 Buffer 滿了就需要將其清空（通過讀取數(shù)據(jù)或清除數(shù)據(jù)）才能繼續(xù)往緩沖區(qū)里寫數(shù)據(jù)
-
position：
- 當(dāng)寫數(shù)據(jù)到Buffer中時(shí) position 表示當(dāng)前的位置，初始值為 0砸喻，最大值為 capacity - 1，每寫入一個(gè) byte愉适、long 等數(shù)據(jù)時(shí) position 會(huì)下移到下一個(gè)可寫的 Buffer 單元
- 當(dāng)切換 Buffer 為讀數(shù)據(jù)時(shí)癣漆，position 會(huì)被重置為 0，每讀入一個(gè) byte腰湾、long 等數(shù)據(jù)時(shí)下移到下一個(gè)可讀的位置
-
limit：
- 在寫模式下疆股，limit 表示最多能寫入多少數(shù)據(jù)，等于 capacity
- 在讀模式下旬痹，limit 表示最多能讀到多少數(shù)據(jù)，等于于寫模式下的 position 值
-
capacity：
示例
- 使用 Buffer 讀寫數(shù)據(jù)一般遵循以下四個(gè)步驟：
- 輸入數(shù)據(jù)到 Buffer
- 調(diào)用 flip() 翻轉(zhuǎn)緩沖區(qū)為輸出模式
- 將 Buffer 中數(shù)據(jù)輸出
- 調(diào)用 clear() 方法或者 compact() 方法清空緩沖區(qū)
可以通過 RandomAccessFile 對(duì)象的 getChannel 方法獲取 Channel永毅，因?yàn)閿?shù)據(jù)無論如何變化終究還是以字節(jié)形式存儲(chǔ)
try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("/Users/linyuan/Documents/字目錄.txt", "rw")) {
// 獲取通道 Channel
FileChannel fileChannel = raf.getChannel();
// 創(chuàng)建緩沖區(qū) Buffer
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(52);
// 將通道的數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)
int bytesRead = fileChannel.read(byteBuffer);
while (bytesRead != -1) {
// 切換緩沖區(qū)模式
byteBuffer.flip();
// 讀取緩沖區(qū)字節(jié)
while (byteBuffer.hasRemaining()) {
System.out.print((char) byteBuffer.get());
}
byteBuffer.clear();
bytesRead = fileChannel.read(byteBuffer);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
