java NIO(Channel)

1. NIO与IO的区别

NIO(New IO/Non-Blocking IO)是支持面向缓冲区、基于通道的IO操作。将以更高的效率进行文件的IO操作,可以代替原来的IO操作。

IO	NIO
面向流	面向缓冲区
阻塞IO	非阻塞IO
————	Selector(多路复用器、选择器)

2. 通道与缓冲区

通道是建立一个程序与资源之间的通路，即表示打开到IO设备(文件、套接字)的连接，不能通过通道直接操作资源(文件)，NIO是以块来操作资源的，所以要借助缓冲区来实现。

通道负责传输，缓冲区负责存储数据，即当做数据的中转站。

3. 缓冲区

分为直接缓冲区，和间接缓冲区。

间接缓冲区：在JVM的堆上建立的缓冲区。

直接缓冲区：直接在系统内存上建立的缓冲区。

4. 通道基础

4.1. 通过与系统内存交互示意图

4.2. 通道的主要实现

需要实现的接口： java.nio.channels.Channel
声明：

`public interface Channel

extends Closeable`

实现该接口的常用的类：

磁盘IO：FileChannel
网络IO：

SocketChannel（普通套接字通道[TCP]）
ServerSocketChannel（服务器套接字通道[TCP]）
DatagramChannel （UDP套接字通道）

5. 通道获取与使用

5.1. 获取通道

对支持通道的类提供getChannel方法

本地IO：FileInputStream、FileOutputStream、RandomAccessFile
网络IO：Socket、ServerSocket、DatagramSocket

各个通道提供了一个静态方法open

static FileChannel open(Path path, OpenOption... options)
static SocketChannel open(SocketAddress remote) / static SocketChannel open()
static ServerSocketChannel open()
static DatagramChannel open() / static DatagramChannel open(ProtocolFamily family)

通过Files工具类获取

static SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption... options)
其中SeekableByteChannel是FileChannel的父类

5.2. 通道使用

利用通道完成文件复制

5.2.1. 利用间接缓冲区完成


public void tets1() throws Exception {

    //获取输入输出的通道

    FileChannel fin = FileInputStream("1.txt").getChannel();

    FileChannel fout = FileOutputStream("2.txt").getChannel();


    //分配指定大小的缓冲区,间接缓冲区

    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);


    //将数据存入缓冲区

    while(fin.read(buf) != -1){

    //切换到读模式

    buf.flip();

    //写入

    fout.write(buf);

    //重置缓冲区，便于下次使用

    buf.clear();

    }

    //关闭通道

    fin.close();

    fout.close();

}

5.2.2. 利用内存映射文件完成(直接缓冲区)

直接缓冲区


public void test2() throws Exception {

    //获取通道

    FileChannel fin = FileChannel.open(Paths.get("1.txt"),StandardOpenOption.READ);

    FileChannel fout = FileChannel.open(Paths.get("2.txt"),StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.CREATE);



    //内存映射

    MappedByteBuffer inBuf = fin.map(MapMode.READ_ONLY,0,fin.size());

    MappedByteBuffer oBuf = fout.map(MapMode.READ_WRITE,0,fin.size());



    //直接对缓冲区进行数据读写操作

    Byte[] dst = new Byte[inBuf.limit()];



    inBuf.get(dst);

    oBuf.put(dst);



    fin.close();

    fout.close();

}

5.2.3. 通道之间的数据传输