• 緩沖區(qū)（Buffer）
  一個用于特定基本數(shù)據(jù)類型的容器，由 java.nio 包定義的各吨，所有緩沖區(qū)都是 Buffer 抽象類的子類。Java NIO 中的 Buffer 主要用于與 NIO 通道進行交互，數(shù)據(jù)是從通道讀入緩沖區(qū)珊泳，從緩沖區(qū)寫入通道中的严沥。

緩沖區(qū)對象本質上是一個數(shù)組猜极，但它其實是一個特殊的數(shù)組，緩沖區(qū)對象內置了一些機制消玄，能夠跟蹤和記錄緩沖區(qū)的狀態(tài)變化情況跟伏，如果我們使用get()方法從緩沖區(qū)獲取數(shù)據(jù)或者使用put()方法把數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)丢胚，都會引起緩沖區(qū)狀態(tài)的變化。它可以保存多個相同類型的數(shù)據(jù)受扳。根據(jù)數(shù)據(jù)類型不同(boolean 除外) 携龟，有以下 Buffer 常用子類：ByteBuffer、CharBuffer勘高、ShortBuffer骨宠、IntBuffer、LongBuffer相满、FloatBuffer层亿、DoubleBuffer，上述 Buffer 類 他們都采用相似的方法進行管理數(shù)據(jù)立美，只是各自管理的數(shù)據(jù)類型不同而已匿又，都是通過如下方法獲取一個 Buffer對象：
static XxxBuffer allocate(int capacity) : 創(chuàng)建一個容量為 capacity 的 XxxBuffer 對象。

在緩沖區(qū)中建蹄，最重要的屬性有下面三個碌更，它們一起合作完成對緩沖區(qū)內部狀態(tài)的變化跟蹤：

1. position：指定了下一個將要被寫入或者讀取的元素索引，它的值由get()/put()方法自動更新洞慎，在新創(chuàng)建一個Buffer對象時痛单，position被初始化為0。
2. limit：指定還有多少數(shù)據(jù)需要取出(在從緩沖區(qū)寫入通道時)劲腿，或者還有多少空間可以放入數(shù)據(jù)(在從通道讀入緩沖區(qū)時)旭绒。
3. capacity：指定了可以存儲在緩沖區(qū)中的最大數(shù)據(jù)容量，實際上焦人，它指定了底層數(shù)組的大小挥吵，或者至少是指定了準許我們使用的底層數(shù)組的容量。

另外：標記 (mark)與重置 (reset)： 標記是一個索引花椭，通過 Buffer 中的 mark() 方法指定 Buffer 中一個特定的 position忽匈，之后可以通過調用 reset() 方法恢復到這個 position。

下一步把讀取的數(shù)據(jù)寫入到輸出通道中该抒，相當于從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)慌洪，在此之前，必須調用flip()方法凑保，該方法將會完成兩件事情：

1. 把limit設置為當前的position值 冈爹。
2. 把position設置為0。

• 直接與非直接緩沖區(qū)
  字節(jié)緩沖區(qū)要么是直接的廓译，要么是非直接的结胀。如果為直接字節(jié)緩沖區(qū)，則 Java 虛擬機會盡最大努力直接在此緩沖區(qū)上執(zhí)行本機 I/O 操作责循。也就是說糟港，在每次調用基礎操作系統(tǒng)的一個本機 I/O 操作之前（或之后），虛擬機都會盡量避免將緩沖區(qū)的內容復制到中間緩沖區(qū)中（或從中間緩沖區(qū)中復制內容）院仿。

直接字節(jié)緩沖區(qū)可以通過調用此類的 allocateDirect() 工廠方法來創(chuàng)建秸抚。此方法返回的緩沖區(qū)進行分配和取消分配所需成本通常高于非直接緩沖區(qū)。直接緩沖區(qū)的內容可以駐留在常規(guī)的垃圾回收堆之外歹垫，因此剥汤，它們對應用程序的內存需求量造成的影響可能并不明顯。所以排惨，建議將直接緩沖區(qū)主要分配給那些易受基礎系統(tǒng)的本機 I/O 操作影響的大型吭敢、持久的緩沖區(qū)。一般情況下暮芭，最好僅在直接緩沖區(qū)能在程序性能方面帶來明顯好處時分配它們鹿驼。直接字節(jié)緩沖區(qū)還可以通過 FileChannel 的 map() 方法 將文件區(qū)域直接映射到內存中來創(chuàng)建欲低。該方法返回MappedByteBuffer 。 Java 平臺的實現(xiàn)有助于通過 JNI 從本機代碼創(chuàng)建直接字節(jié)緩沖區(qū)畜晰。如果以上這些緩沖區(qū)中的某個緩沖區(qū)實例指的是不可訪問的內存區(qū)域砾莱，則試圖訪問該區(qū)域不會更改該緩沖區(qū)的內容，并且將會在訪問期間或稍后的某個時間導致拋出不確定的異常凄鼻。
字節(jié)緩沖區(qū)是直接緩沖區(qū)還是非直接緩沖區(qū)可通過調用其 isDirect() 方法來確定腊瑟。提供此方法是為了能夠在性能關鍵型代碼中執(zhí)行顯式緩沖區(qū)管理。

非直接緩沖區(qū)

import org.junit.Test;
import java.nio.ByteBuffer;

public class TestBuffer {

    @Test
    public void test3() {
        //分配直接緩沖區(qū)
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
        System.out.println(buf.isDirect());
    }

    @Test
    public void test2() {
        String str = "abcde";

        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        buf.put(str.getBytes());

        buf.flip();

        byte[] dst = new byte[buf.limit()];
        buf.get(dst, 0, 2);
        System.out.println(new String(dst, 0, 2));
        System.out.println(buf.position());

        //mark() : 標記
        buf.mark();

        buf.get(dst, 2, 2);
        System.out.println(new String(dst, 2, 2));
        System.out.println(buf.position());

        //reset() : 恢復到 mark 的位置
        buf.reset();
        System.out.println(buf.position());

        //判斷緩沖區(qū)中是否還有剩余數(shù)據(jù)
        if (buf.hasRemaining()) {

            //獲取緩沖區(qū)中可以操作的數(shù)量
            System.out.println(buf.remaining());
        }
    }

    @Test
    public void test1() {
        String str = "abcde";

        //1. 分配一個指定大小的緩沖區(qū)
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        System.out.println("-----------------allocate()----------------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //2. 利用 put() 存入數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)中
        buf.put(str.getBytes());

        System.out.println("-----------------put()----------------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //3. 切換讀取數(shù)據(jù)模式
        buf.flip();

        System.out.println("-----------------flip()----------------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //4. 利用 get() 讀取緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)
        byte[] dst = new byte[buf.limit()];
        buf.get(dst);
        System.out.println(new String(dst, 0, dst.length));

        System.out.println("-----------------get()----------------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //5. rewind() : 可重復讀
        buf.rewind();

        System.out.println("-----------------rewind()----------------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //6. clear() : 清空緩沖區(qū). 但是緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)依然存在块蚌，但是處于“被遺忘”狀態(tài)
        buf.clear();

        System.out.println("-----------------clear()----------------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());
        System.out.println((char) buf.get());
    }
}

• 通道（Channel）
  

  通道（Channel）：由 java.nio.channels 包定義的闰非。 Channel 表示 IO 源與目標打開的連接。Channel 類似于傳統(tǒng)的“流”峭范。只不過 Channel本身不能直接訪問數(shù)據(jù)河胎， Channel 只能與Buffer 進行交互。下面我們通過幾張圖來引入通道：
  上面這張圖是指當準備從磁盤或內存中copy數(shù)據(jù)虎敦，進行IO操作的時候游岳，需要建立IO 連接，那么這個時候所有的調度中心都在CPU上面其徙，那么當有很多IO請求的時候胚迫，那么CPU都要直接參與調度，那么勢必會影響到CPU的執(zhí)行效率唾那，因為所有的IO從建立連接到傳入數(shù)據(jù)都要經過CPU的操作來完成访锻，于是為了節(jié)省CPU的占用率，于是出現(xiàn)了下面的改進闹获；
  這種是CPU將權利釋放期犬，只是進行審批流程，即就相當于我們現(xiàn)實生活工作中避诽，領導不負責具體的工作龟虎，只負責簽字審批確認即可，那么就減少了IO對CPU的影響沙庐，從而提高了CPU的利用率鲤妥，但這種還是會占用到CPU的時間消耗和利用率，因此為了完全不占用CPU拱雏，于是出現(xiàn)了專門負責IO的專門者棉安，就是通道：
  
  Java 為 Channel 接口提供的最主要實現(xiàn)類如下：

1. FileChannel：用于讀取、寫入铸抑、映射和操作文件的通道贡耽；
2. DatagramChannel：通過 UDP 讀寫網絡中的數(shù)據(jù)通道；
3. SocketChannel：通過 TCP 讀寫網絡中的數(shù)據(jù)；
4. ServerSocketChannel：可以監(jiān)聽新進來的 TCP 連接蒲赂，對每一個新進來的連接都會創(chuàng)建一個 SocketChannel阱冶。

• 獲取通道
  獲取通道的一種方式是對支持通道的對象調用getChannel() 方法。支持通道的類如下： FileInputStream凳宙、FileOutputStream、RandomAccessFile
  职祷、DatagramSocket氏涩、Socket、ServerSocket有梆，獲取通道的其他方式是使用 Files 類的靜態(tài)方法 newByteChannel() 獲取字節(jié)通道是尖。或者通過通道的靜態(tài)方法 open() 打開并返回指定通道泥耀。

• 通道的數(shù)據(jù)傳輸
  

  將 Buffer 中數(shù)據(jù)寫入 Channel饺汹，例如：
  
  從 Channel 讀取數(shù)據(jù)到 Buffer，例如：
• 分散(Scatter)和聚集(Gather)

1. 分散讀忍荡摺（Scattering Reads）是指從 Channel 中讀取的數(shù)據(jù)“分散” 到多個 Buffer 中兜辞。
   
   

   注意：按照緩沖區(qū)的順序，從 Channel 中讀取的數(shù)據(jù)依次將 Buffer 填滿夸溶。

2. 聚集寫入（Gathering Writes）是指將多個 Buffer 中的數(shù)據(jù)“聚集”到 Channel逸吵。
   
   注意：按照緩沖區(qū)的順序，寫入 position 和 limit 之間的數(shù)據(jù)到 Channel 缝裁。
   transferFrom()扫皱， 將數(shù)據(jù)從源通道傳輸?shù)狡渌?Channel 中：
   
   transferTo()，將數(shù)據(jù)從源通道傳輸?shù)狡渌?Channel 中：
   上述樣例代碼和核心：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.FileChannel.MapMode;
import java.nio.charset.CharacterCodingException;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.CharsetDecoder;
import java.nio.charset.CharsetEncoder;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Set;

import org.junit.Test;

/*
 * 一捷绑、通道（Channel）：用于源節(jié)點與目標節(jié)點的連接韩脑。在 Java NIO 中負責緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的傳輸。Channel 本身不存儲數(shù)據(jù)粹污，因此需要配合緩沖區(qū)進行傳輸段多。
 * 
 * 二、通道的主要實現(xiàn)類
 *     java.nio.channels.Channel 接口：
 *         |--FileChannel
 *         |--SocketChannel
 *         |--ServerSocketChannel
 *         |--DatagramChannel
 * 
 * 三壮吩、獲取通道
 * 1. Java 針對支持通道的類提供了 getChannel() 方法
 *         本地 IO：
 *         FileInputStream/FileOutputStream
 *         RandomAccessFile
 * 
 *         網絡IO：
 *         Socket
 *         ServerSocket
 *         DatagramSocket
 *         
 * 2. 在 JDK 1.7 中的 NIO.2 針對各個通道提供了靜態(tài)方法 open()
 * 3. 在 JDK 1.7 中的 NIO.2 的 Files 工具類的 newByteChannel()
 * 
 * 四衩匣、通道之間的數(shù)據(jù)傳輸
 * transferFrom()
 * transferTo()
 * 
 * 五、分散(Scatter)與聚集(Gather)
 * 分散讀戎嗪健（Scattering Reads）：將通道中的數(shù)據(jù)分散到多個緩沖區(qū)中
 * 聚集寫入（Gathering Writes）：將多個緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)聚集到通道中
 * 
 * 六琅捏、字符集：Charset
 * 編碼：字符串 -> 字節(jié)數(shù)組
 * 解碼：字節(jié)數(shù)組  -> 字符串
 * 
 */
public class TestChannel {
    
    //字符集
    @Test
    public void test6() throws IOException{
        Charset cs1 = Charset.forName("GBK");
        
        //獲取編碼器
        CharsetEncoder ce = cs1.newEncoder();
        
        //獲取解碼器
        CharsetDecoder cd = cs1.newDecoder();
        
        CharBuffer cBuf = CharBuffer.allocate(1024);
        cBuf.put("尚硅谷威武！");
        cBuf.flip();
        
        //編碼
        ByteBuffer bBuf = ce.encode(cBuf);
        
        for (int i = 0; i < 12; i++) {
            System.out.println(bBuf.get());
        }
        
        //解碼
        bBuf.flip();
        CharBuffer cBuf2 = cd.decode(bBuf);
        System.out.println(cBuf2.toString());
        
        System.out.println("------------------------------------------------------");
        
        Charset cs2 = Charset.forName("GBK");
        bBuf.flip();
        CharBuffer cBuf3 = cs2.decode(bBuf);
        System.out.println(cBuf3.toString());
    }
    
    @Test
    public void test5(){
        Map<String, Charset> map = Charset.availableCharsets();
        
        Set<Entry<String, Charset>> set = map.entrySet();
        
        for (Entry<String, Charset> entry : set) {
            System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
        }
    }
    
    //分散和聚集
    @Test
    public void test4() throws IOException{
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
        
        //1. 獲取通道
        FileChannel channel1 = raf1.getChannel();
        
        //2. 分配指定大小的緩沖區(qū)
        ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
        ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        //3. 分散讀取
        ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
        channel1.read(bufs);
        
        for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
            byteBuffer.flip();
        }
        
        System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
        System.out.println("-----------------");
        System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));
        
        //4. 聚集寫入
        RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
        FileChannel channel2 = raf2.getChannel();
        
        channel2.write(bufs);
    }
    
    //通道之間的數(shù)據(jù)傳輸(直接緩沖區(qū))
    @Test
    public void test3() throws IOException{
        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mkv"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mkv"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
        
//        inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
        outChannel.transferFrom(inChannel, 0, inChannel.size());
        
        inChannel.close();
        outChannel.close();
    }
    
    //使用直接緩沖區(qū)完成文件的復制(內存映射文件)
    @Test
    public void test2() throws IOException{//2127-1902-1777
        long start = System.currentTimeMillis();
        
        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mkv"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mkv"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
        
        //內存映射文件
        MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
        MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
        
        //直接對緩沖區(qū)進行數(shù)據(jù)的讀寫操作
        byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
        inMappedBuf.get(dst);
        outMappedBuf.put(dst);
        
        inChannel.close();
        outChannel.close();
        
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗費時間為：" + (end - start));
    }
    
    //利用通道完成文件的復制（非直接緩沖區(qū)）
    @Test
    public void test1(){//10874-10953
        long start = System.currentTimeMillis();
        
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        //①獲取通道
        FileChannel inChannel = null;
        FileChannel outChannel = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("d:/1.mkv");
            fos = new FileOutputStream("d:/2.mkv");
            
            inChannel = fis.getChannel();
            outChannel = fos.getChannel();
            
            //②分配指定大小的緩沖區(qū)
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
            
            //③將通道中的數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)中
            while(inChannel.read(buf) != -1){
                buf.flip(); //切換讀取數(shù)據(jù)的模式
                //④將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫入通道中
                outChannel.write(buf);
                buf.clear(); //清空緩沖區(qū)
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(outChannel != null){
                try {
                    outChannel.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            
            if(inChannel != null){
                try {
                    inChannel.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            
            if(fos != null){
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            
            if(fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗費時間為：" + (end - start));       
    }
}

• 本文參考文檔
  https://www.cnblogs.com/pony1223/p/8179804.html