JAVA NIO編程入門（一）

JAVA NIO編程入門（一）

1、前言

筆者以前接觸的NIO編程比較少，因此對這一塊的基礎也比較弱，NIO做爲java編程中一個重要的模塊，不能很好的掌握它，感受本身在java方面就掌握的不夠，因此，接下來，筆者會學習NIO編程，因此，該系列文章不會涉及到很深源碼解析，純粹的是學習課程，也能夠理解爲筆者的筆記，記錄學習NIO的過程，同時也但願這類文章能夠對一樣想掌握NIO編程的你有幫助。

2、什麼是NIO？

Java NIO(New IO)是一個能夠替代標準Java IO API的IO API（從Java 1.4開始)，Java NIO提供了與標準IO不一樣的IO工做方式。NIO能夠理解爲非阻塞IO,傳統的IO的read和write只能阻塞執行，線程在讀寫IO期間不能幹其餘事情，好比調用socket.read()時，若是服務器一直沒有數據傳輸過來，線程就一直阻塞，而NIO中能夠配置socket爲非阻塞模式。

3、IO和NIO的區別

• IO是面向字節流和字符流的，而NIO是面向緩衝區的。
• IO是阻塞模式的，NIO是非阻塞模式的
• NIO新增了選擇器的概念，能夠經過選擇器監聽多個通道。

4、NIO相關概念

Channel（通道）

Java NIO的通道相似流，但又有些不一樣：

既能夠從通道中讀取數據，又能夠寫數據到通道。但流的讀寫一般是單向的。 通道能夠異步地讀寫。

通道中的數據老是要先讀到一個Buffer，或者老是要從一個Buffer中寫入。

 

 

Channel的實現

這些是Java NIO中最重要的通道的實現：

• FileChannel: 從文件中讀寫數據。

• DatagramChannel : 能經過UDP讀寫網絡中的數據。

• SocketChannel: 能經過TCP讀寫網絡中的數據。

• ServerSocketChannel :能夠監聽新進來的TCP鏈接，像Web服務器那樣。對每個新進來的鏈接都會建立一個SocketChannel。

Buffer(緩衝區)

緩衝區本質上是一塊能夠寫入數據，而後能夠從中讀取數據的內存。這塊內存被包裝成NIO Buffer對象，並提供了一組方法，用來方便的訪問該塊內存。

Buffer(緩衝區)的主要屬性

屬性	功能
capacity	容量
position	緩衝區當前位置指針，最大可爲capacity – 1
limit	緩衝區最大讀取和寫入限制

buffer屬性示意圖：

 

 

上圖展現了寫模式和讀模式下，以上屬性的示意圖，寫模式下，limit和capacity是同樣的，這表示你能寫入的最大容量數據，讀模式下，limit會和position同樣，表示你能讀到寫入的所有數據。

Buffer(緩衝區)的主要分類

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

其實以上基本上爲了接收不一樣的數據類型而對應的，只有一個特殊的MappedByteBuffer，本次先不學習它，後續再去了解它。

5、實戰

咱們主要以理解上面介紹的概念爲目的實現一個簡單的NIO編程，讀取文件夾內的文件，而後輸出到控制檯。

public static  void testNio(){
        try {
            RandomAccessFile rdf=new RandomAccessFile("E:\\nio\\niotest.txt","rw");
            //利用channel中的FileChannel來實現文件的讀取
            FileChannel inChannel=  rdf.getChannel(); 
            //設置緩衝區容量爲10
            ByteBuffer buf=  ByteBuffer.allocate(10);
            //從通道中讀取數據到緩衝區，返回讀取的字節數量
            int byteRead=inChannel.read(buf);
            //數量爲-1表示讀取完畢。
            while (byteRead!=-1){
                //切換模式爲讀模式，其實就是把postion位置設置爲0，能夠從0開始讀取
                buf.flip();
                //若是緩衝區還有數據
                while (buf.hasRemaining()){
                    //輸出一個字符
                    System.out.print((char) buf.get());
                }
                //數據讀完後清空緩衝區
                buf.clear();
                //繼續把通道內剩餘數據寫入緩衝區
                byteRead = inChannel.read(buf);
            }
            //關閉通道
            rdf.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
複製代碼

我在磁盤中niotest.txt的內容是hello world,咱們看看運行結果是否是hello world。

結果和預期同樣，咱們完成了NIO編程輸出磁盤文件內容，其實上面代碼中，我第一印象有疑問的地方就是buf.flip(),其餘只要用過IO的應該都能理解，既然不能理解咱們就先調試下，註釋掉該段內容，看看輸出結果如何。

註釋掉buf.flip()後，輸出結果果然不對了，那到底是爲啥呢？

上圖是第一個循環，咱們能夠看到緩衝區的position=10，limit=10，cap=10。調用buf.hasRemaining()爲false，因此buffer第一次沒有輸出任何東西。看看第二次循環

其實這整個循環能夠解析步驟以下：

• buffer讀取了10字節內容，內容就是：hello worl。

• buf.hasRemaining() 判斷爲false,直接清空buffer（直接把position復位爲0，能夠直接覆蓋內容），讀取剩下內容。

• 最後只剩下一個字符 d 讀取，這個時候讀取完後，buffer內容以下：dello worl。

• 最後輸出由於從postion=1位置輸出，因此輸出：ello worl。

根據以上解析，咱們發現註釋了buf.flip()後，position位置寫入是什麼位置，讀出就是什麼位置，因此，該方法應該就是把position賦值爲0，從開始讀取。解讀源碼也證明了個人猜測，源碼以下：

public final Buffer flip() {
        limit = position;
        position = 0;
        mark = -1;
        return this;
    }
複製代碼

參考

《JAVA NIO》

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