泛談Java NIO

前言

非阻塞IO，也被稱之為新IO，它重新定義了一些概念。

1.緩沖buffer

2.通道 channel

3.通道選擇器

BIO 阻塞IO，幾乎所有的java程序員都會的字節流，字符流，輸入流，輸出流等分類就是針對BIO而言的。我們在使用BIO的時候都是建立基本的節點流然后用過濾流進行包裝。

不同于BIO，NIO所有的IO操作都是通過通道讀寫buffer完成的。數據總是從通道讀取到緩沖區中，或者從緩沖區寫入到通道中。

通道

NIO的通道類似流，但是有所不同。

1.既可以從通道中讀取數據，又可以寫數據到通道。而流的讀寫通常是單向的

2.通道就是類似與高速路，數據通過buffer傳遞。通道負責從buffer中讀，或者寫入buffer

3.通道可以異步讀寫

• FileChannel 從文件中讀寫數據
• DatagramChannel 能通過UDP讀寫網絡中的數據
• SocketChannel 能通過TCP讀寫網絡中的數據
• ServerSocketChannel可以監聽新進來的TCP連接，像Web服務器那樣。對每一個新進來的連接都會創建一個SocketChannel
  

Buffer

Buffer 用來緩存數據，NIO中所有的操作都是基于緩沖區繼續操作的，所有的讀寫操作都是通過緩存區來進行完成。緩沖區本質上是一塊可以寫入數據，然后可以從中讀取數據的內存。這塊內存被包裝成NIO Buffer對象，并提供了一組方法，用來方便的訪問該塊內存。

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

緩沖區基本屬性

• 容量 (capacity)：表示 Buffer 最大數據容量，緩沖區容量不能為負，并且創建后不能更改。
• 限制 (limit)
• 位置 (position)

position和limit的含義取決于Buffer處在讀模式還是寫模式。不管Buffer處在什么模式，capacity都代表容量。

Buffer有一個固定的大小值，叫“capacity”。一旦Buffer滿了，需要將其清空（通過讀數據或者清除數據）才能繼續寫數據往里寫數據。

寫模式

當你寫數據到Buffer中時，position表示當前的位置。初始的position值為0，當一個byte、long等數據寫到Buffer后， position會向前移動到下一個可插入數據的Buffer單元。position最大可為capacity – 1。在寫模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer里寫多少數據。 寫模式下，limit等于Buffer的capacity。

讀模式

當讀取數據時，也是從某個特定位置讀。當將Buffer從寫模式切換到讀模式，position會被重置為0。當從Buffer的position處讀取數據時，position向前移動到下一個可讀的位置。當切換Buffer到讀模式時， limit表示你最多能讀到多少數據。因此，當切換Buffer到讀模式時，limit會被設置成寫模式下的position值。換句話說，你能讀到之前寫入的所有數據（limit被設置成已寫數據的數量，這個值等于在寫模式下position）。

使用

使用Buffer讀寫數據一般遵循以下四個步驟：

1.寫入數據到Buffer

2.調用flip()方法

3.從Buffer中讀取數據

4.調用clear()方法或者compact()方法

當向buffer寫入數據時，buffer會記錄下寫了多少數據。一旦要讀取數據，需要通過flip()方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。在讀模式下，可以讀取之前寫入到buffer的所有數據。

一旦讀完了所有的數據，就需要清空緩沖區，讓它可以再次被寫入。有兩種方式能清空緩沖區：調用clear()或compact()方法。clear()方法會清空整個緩沖區。compact()方法只會清除已經讀過的數據。任何未讀的數據都被移到緩沖區的起始處，新寫入的數據將放到緩沖區未讀數據的后面。

使用案例如下：

import java.io.FileInputStream;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.charset.Charset;
public class TestNio {
public static void main(String[] args) throws Exception {
/*FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("E:/i.txt");
FileChannel channel = outputStream.getChannel();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap("hahahah".getBytes());
channel.write(buffer);
channel.close();*/
FileInputStream inputStream = new FileInputStream("E:/i.txt");
FileChannel channel = inputStream.getChannel();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);

while (true){
// 讀數據寫入buffer 如果讀了6個數據 那么positon limit均為6
int read = channel.read(buffer);
if(read == -1) break;
// 把position設置為0 寫操作變為讀操作（相對與buffer而言）
buffer.flip();
// hasRemaining當 position和limit相等的時候為false
while (buffer.hasRemaining()){
byte b = buffer.get();
System.out.println((char)b);
}
// clear實際上是positon 和 limit均置為0 數據實際上是未清楚的
// 讀操作變為寫操作（相對與buffer）
buffer.clear();
}
channel.close();
ByteBuffer wrap = new ByteBuffer.wrap("哈哈哈".getBytes());
// 編碼處理
Charset gbk = Charset.forName("GBK");
ByteBuffer encode = gbk.encode("哈哈哈");
}
}

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持億速云。