Java NIO使用及原理分析（三）

時間 2019-11-07

標籤 java nio 使用原理分析欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

在上一篇文章中介紹了緩衝區內部對於狀態變化的跟蹤機制，而對於NIO中緩衝區來講，還有不少的內容值的學習，如緩衝區的分片與數據共享，只讀緩衝區等。在本文中咱們來看一下緩衝區一些更細節的內容。數組

緩衝區的分配app

在前面的幾個例子中，咱們已經看過了，在建立一個緩衝區對象時，會調用靜態方法allocate()來指定緩衝區的容量，其實調用 allocate()至關於建立了一個指定大小的數組，並把它包裝爲緩衝區對象。或者咱們也能夠直接將一個現有的數組，包裝爲緩衝區對象，以下示例代碼所示：dom

[java] view plain copypost

print ?學習

public class BufferWrap {
public void myMethod()
{
// 分配指定大小的緩衝區
ByteBuffer buffer1 = ByteBuffer.allocate(10);
// 包裝一個現有的數組
byte array[] = new byte[10];
ByteBuffer buffer2 = ByteBuffer.wrap( array );
}
}

緩衝區分片spa

在NIO中，除了能夠分配或者包裝一個緩衝區對象外，還能夠根據現有的緩衝區對象來建立一個子緩衝區，即在現有緩衝區上切出一片來做爲一個新的緩衝區，但現有的緩衝區與建立的子緩衝區在底層數組層面上是數據共享的，也就是說，子緩衝區至關因而現有緩衝區的一個視圖窗口。調用slice()方法能夠建立一個子緩衝區，讓咱們經過例子來看一下：操作系統

[java] view plain copy.net

print ?orm

import java.nio.*;
public class Program {
static public void main( String args[] ) throws Exception {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 10 );
// 緩衝區中的數據0-9
for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i) {
buffer.put( (byte)i );
}
// 建立子緩衝區
buffer.position( 3 );
buffer.limit( 7 );
ByteBuffer slice = buffer.slice();
// 改變子緩衝區的內容
for (int i=0; i<slice.capacity(); ++i) {
byte b = slice.get( i );
b *= 10;
slice.put( i, b );
}
buffer.position( 0 );
buffer.limit( buffer.capacity() );
while (buffer.remaining()>0) {
System.out.println( buffer.get() );
}
}
}

在該示例中，分配了一個容量大小爲10的緩衝區，並在其中放入了數據0-9，而在該緩衝區基礎之上又建立了一個子緩衝區，並改變子緩衝區中的內容，從最後輸出的結果來看，只有子緩衝區「可見的」那部分數據發生了變化，而且說明子緩衝區與原緩衝區是數據共享的，輸出結果以下所示：

只讀緩衝區

只讀緩衝區很是簡單，能夠讀取它們，可是不能向它們寫入數據。能夠經過調用緩衝區的asReadOnlyBuffer()方法，將任何常規緩衝區轉換爲只讀緩衝區，這個方法返回一個與原緩衝區徹底相同的緩衝區，並與原緩衝區共享數據，只不過它是隻讀的。若是原緩衝區的內容發生了變化，只讀緩衝區的內容也隨之發生變化：

[java] view plain copy

print ?

import java.nio.*;
public class Program {
static public void main( String args[] ) throws Exception {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 10 );
// 緩衝區中的數據0-9
for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i) {
buffer.put( (byte)i );
}
// 建立只讀緩衝區
ByteBuffer readonly = buffer.asReadOnlyBuffer();
// 改變原緩衝區的內容
for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i) {
byte b = buffer.get( i );
b *= 10;
buffer.put( i, b );
}
readonly.position(0);
readonly.limit(buffer.capacity());
// 只讀緩衝區的內容也隨之改變
while (readonly.remaining()>0) {
System.out.println( readonly.get());
}
}
}

若是嘗試修改只讀緩衝區的內容，則會報ReadOnlyBufferException異常。只讀緩衝區對於保護數據頗有用。在將緩衝區傳遞給某個對象的方法時，沒法知道這個方法是否會修改緩衝區中的數據。建立一個只讀的緩衝區能夠保證該緩衝區不會被修改。只能夠把常規緩衝區轉換爲只讀緩衝區，而不能將只讀的緩衝區轉換爲可寫的緩衝區。

直接緩衝區

直接緩衝區是爲加快I/O速度，使用一種特殊方式爲其分配內存的緩衝區，JDK文檔中的描述爲：給定一個直接字節緩衝區，Java虛擬機將盡最大努力直接對它執行本機I/O操做。也就是說，它會在每一次調用底層操做系統的本機I/O操做以前(或以後)，嘗試避免將緩衝區的內容拷貝到一箇中間緩衝區中或者從一箇中間緩衝區中拷貝數據。要分配直接緩衝區，須要調用allocateDirect()方法，而不是allocate()方法，使用方式與普通緩衝區並沒有區別，以下面的拷貝文件示例：

[java] view plain copy

print ?

import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
public class Program {
static public void main( String args[] ) throws Exception {
String infile = "c:\\test.txt";
FileInputStream fin = new FileInputStream( infile );
FileChannel fcin = fin.getChannel();
String outfile = String.format("c:\\testcopy.txt");
FileOutputStream fout = new FileOutputStream( outfile );
FileChannel fcout = fout.getChannel();
// 使用allocateDirect，而不是allocate
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect( 1024 );
while (true) {
buffer.clear();
int r = fcin.read( buffer );
if (r==-1) {
break;
}
buffer.flip();
fcout.write( buffer );
}
}
}

內存映射文件I/O

內存映射文件I/O是一種讀和寫文件數據的方法，它能夠比常規的基於流或者基於通道的I/O快的多。內存映射文件I/O是經過使文件中的數據出現爲內存數組的內容來完成的，這其初聽起來彷佛不過就是將整個文件讀到內存中，可是事實上並非這樣。通常來講，只有文件中實際讀取或者寫入的部分纔會映射到內存中。以下面的示例代碼：

[java] view plain copy

print ?

import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
public class Program {
static private final int start = 0;<span style="font-family:FangSong_GB2312;font-size:13px;">
static private final int size = 1024;
static public void main( String args[] ) throws Exception {
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile( "c:\\test.txt", "rw" );
FileChannel fc = raf.getChannel();
MappedByteBuffer mbb = fc.map( FileChannel.MapMode.READ_WRITE,
start, size );
mbb.put( 0, (byte)97 );
mbb.put( 1023, (byte)122 );
raf.close();
}
}</span>