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Java之NIO及其常用操作

2022.1.5 朱丰华 584 次 留下评论 2710字

Java NIO在java1.4版本就已经出现了,但当时并发需求并不是很高,并没有得到广泛的使用。随着现在的高并发需求增大,在jdk 1.7版本中对NIO进行了改进,也称之为NIO2,目前NIO在企业中使用比较广泛。

NIO与IO的主要区别

NIO的全称是New IO,当然通常我们理解为 Non Blocking IO(非阻塞的IO)。

NIO与原来的IO具有相同的功能和目录,但是使用的方式完全不同,NIO支持面向缓冲区的、基于通道的IO操作。NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。

IONIO
面向流面向缓冲区
阻塞IO非阻塞IO
(无)选择器

传统的IO是单向的,要么是输入流,要么是输出流。

当使用NIO时,数据在“程序”、“文件”中是双向的,依赖于“缓存区”进行数据的双向传输

缓冲区和通道

Java NIO系统的核心在于:通道(Channel)和缓冲区(Buffer)。

通道表示打开到 IO 设备(例如:文件、套接字)的连接。

若需要是使用 NIO 系统,需要获取用于连接 IO 设备的通道以及用于容纳数据的缓冲区。然后操作缓冲区,对数据进行处理。

缓冲区

在 Java NIO 中负责数据的存取。缓冲区就是数组,用于存储不同数据类型的数据

根据数据类型的不同(boolean除外),提供了对应类型的缓冲区:

  • ByteBuffer(最常用)
  • CharBuffer
  • ShortBuffer
  • IntBuffer
  • LongBuffer
  • FloatBuffer
  • DoubleBuffer

不同的缓冲区均继承自Buffer,也导致了上述缓冲区的管理方式几乎一致,通过 allocate() 获取缓冲区

2个核心方法

缓冲区取数据的两个核心方法

put():存入数据到缓冲区中

get():获取缓冲区中的数据

4个核心属性

用于设置缓冲区的4个核心属性

capacity:容量,表示缓冲区中最大存储数据的容量,一旦声明不能改变

limit:界限,表示缓冲区中可以操作数据的大小(limit后数据不能进行数据读写)

position:位置,表示缓冲区中正在操作数据的位置(position <=limit <= capacity)

mark:标记,用于记录当前position的位置。可以通过reset恢复到mark的位置。(0 <= mark <= position <= limit <= capacity)

    @Test
    public void test1(){
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        // 1.初始状态
        System.out.println("********allocate*******");
        System.out.println(buf.position());  // 0
        System.out.println(buf.limit());   // 1024
        System.out.println(buf.capacity());  // 1024
        // 2.put写入
        buf.put("abcde".getBytes());
        System.out.println("********put()*********");
        System.out.println(buf.position());  // 5
        System.out.println(buf.limit());   // 1024
        System.out.println(buf.capacity());   // 1024
        // 3.切换读取模式(手动)
        buf.flip();
        System.out.println("********flip()*********");
        System.out.println(buf.position());  // 0
        System.out.println(buf.limit());  // 5
        System.out.println(buf.capacity());  // 1024
        // 4.读取
        byte[] bs = new byte[buf.limit()];
        buf.get(bs);
        System.out.println(new String(bs,0,bs.length));  // abcde
        System.out.println("********get()*********");
        System.out.println(buf.position());  // 5
        System.out.println(buf.limit());  // 5
        System.out.println(buf.capacity()); // 1024
        // 5.rewind,重置缓冲区的指向
        buf.rewind();
        System.out.println("********rewind()*********");
        System.out.println(buf.position());  // 0
        System.out.println(buf.limit());  // 5
        System.out.println(buf.capacity());  // 1024
        // 6.clear,清空缓冲区(数据被标记,但并没有实际删除,类似回收站)
        buf.clear();
        System.out.println("********clear()*********");
        System.out.println(buf.position());  // 0
        System.out.println(buf.limit());   // 1024
        System.out.println(buf.capacity());  // 1024
    }
    @Test
    public void test2(){
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        buf.put("abcde".getBytes());
        buf.flip();
        byte[] bs = new byte[buf.limit()];
        buf.get(bs,0,2);
        System.out.println(buf.position());  // 2
        buf.mark();  // 标记此时的Position
        buf.get(bs,2,2);
        System.out.println(buf.position());  // 4
        buf.reset(); // 回到mark标记的position
        System.out.println(buf.position());  // 2
    }

直接缓冲和非直接缓冲

非直接缓冲:通过allocate()方法分配缓冲区,将缓冲建立在JVM的内存中

直接缓冲:通过allocateDirect()方法分配直接缓冲区,将缓冲区建立在物理内存中,可以提高效率。

文件通道

NIO的非阻塞式网络通信

选择器

SocketChan

通道

Java NIO2

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