Java之NIO及其常用操作

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。

IO	NIO
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