NIO学习系列笔记（1）

在JDK1.4以前，I/O输入输出处理，我们把它称为旧I/O处理，在JDK1.4开始，java提供了一系列改进的输入/输出新特性，这些功能被称为新I/O（NEW I/O），新添了许多用于处理输入/输出的类，这些类都被放在java.nio包及子包下，并且对原java.io包中的很多类以NIO为基础进行了改写，新添了满足新I/O的功能。

　　旧I/O中，java.io包中的类，如BufferedReader读取输入流中的数据时，如果没有读到有效数据时，程序将在此处阻塞该线程的执行(InputStream中的read方法也是如此)，简单一点说，旧的i/o流，是属于阻塞式输入，输出.而且传统的输入，输出都是通过字节的移动来处理,也就是说面向流的输入/输出系统一次只能处理一个字节，因此面向流的输入/输出系统通常效率不高.所以就出现了新I/O了。

　　新IO和传统的IO有相同的目的，都是用于进行输入/输出功能，但新IO使用了不同的方式来处理输入输出,新IO采用内存映射文件的方式来处理输入输出，新IO将文件或文件的一段区域映射到内存中，这样就可以象访问内存一样来访问文件了，通过这种方式来进行输入输出比传统的输入输出要快得多.
JAVA中NIO相关的包如下

java.nio 包：主要提供了一些和Buffer相关的类
java.nio.channels包:主要包括Channel和Selector相关的类
java.nio.charset包:主要包含和字符集相关的类
java.nio.channels.spi包:主要包含提供Channel服务的类
java.nio.charset.spi包:主要包含提供字符集服务的相关的类

Channel(通道)和Buffer(缓冲)是新io中的两个核心对象

　　Channel是对传统输入输出系统中的模拟，在新io系统中所有数据都需要通过通道传输;Channel与传统瓣InputStream、OutputStream最大的区别在于它提供了一个map方法，通过该map方法可以直接将“一块数据”映射到内存中。如果说传统的输入输出系统是面向流的处理，而新io则是面向块的处理.

　　Buffer可以理解成一个容器，它的本质是一个数组，发送到Channel中的所有对象都必须首先放到Buffer中，而从Channel中读取的数据也必须先读到Buffer中.此处的Buffer有点类似于“竹筒”，该Buffer既可以象前面那样一次，一次去Channel中取水，也允许使用Channel直接将文件的某块数据映射成Buffer
(一)使用Buffer

　　　从内部结构上来看，Buffer就象一个数组，它可以保存多个类型相现的数据。Buffer是一个抽象类，其最常用的子类是ByteBuffer，它可以在底层字节数组上进行 get/put操作，除了 ByteBuffer之外，对应其它数据类型(boolean除外)，都有相应的Buffer类:ByteBuffer,CharBuffer,ShortBuffer,IntBuffer,LongBuffer,FloatBuffer,DoubleBuffer.

　　　上面这些Buffer类，除了ByteBuffer之外，它们都采用相同或相似的方法来管理数据，只是管理的数据类型不同而也。这些Buffer都没有提供构造器，通过使用如下方法来得到一个Buffer对象.
static XxxBuffer allocate(int capacity)：创建一个容量为capacity的XxxBuffer对象

　　　实际使用较多的是ByteBuffer和CharBuffer，其它Buffer子类则较少用到.

在Buffer有三个重要的概念：容量(Capacity),界限(limit),和位置(position)

容量(Capacity):缓冲区的容量表示 该Buffer的最大数据容量，即最多可以存储多少数据。
界限(limit):第一个不应该被读出或者写入的缓冲区位置索引.也就是说，位于limit后的数据既不可读，也不可写
位置(position):用于指明下一个可以被读出的或者写入的缓冲区位置索引（类似于io流的记录指针）

下图是某个Buffer读入了一些数据后的示意图







Buffer有两个非常重要的方法:flip和Clear方法

(1)当Buffer装入数据结束后，调用Buffer的flip方法，该方法将limit设置为position所在位置，将position设为0,这样使得从Buffer中读数据时总是从0开始，读完刚刚装入的所有数据即结束，也说是Buffer调用flip方法后，Buffer为输出数据做好了准备.

(2)当Buffer调用clear方法，clear方法不是清空Bufferr的数据，它仅仅将postion 的位置置为0，将limit置为 capacity，这样为再次向Buffer中装入数据做好了准备.

(3)flip为从Buffer中取出数据做好准备，clear则向Buffer中装入数据做好准备.

下面程序示范了Buffer的一些常规操作
(下面有运行结果，如有疑问，可以留言)

import java.nio.*;

public class BufferTest

{

 public static void main(String[] args)

 {

  //创建Buffer

  CharBuffer buff = CharBuffer.allocate(8); //1

  System.out.println("capacity: "

   + buff.capacity());

    System.out.println("limit: "

   + buff.limit());

    System.out.println("position: "

   + buff.position());

  //放入元素

    buff.put('a'); //2

    buff.put('b'); //3

    buff.put('c'); //4

    

    System.out.println("加入三个元素后，position = "

   + buff.position());

    //调用flip()方法

    buff.flip(); //5

    System.out.println("执行flip()后，limit = "

   + buff.limit());

    System.out.println("position = "

   + buff.position());

    //取出第一个元素

    System.out.println("第一个元素（position=0）："

   + buff.get()); //6    

    System.out.println("取出一个元素后，position = "

   + buff.position());

    //调用clear方法

    buff.clear(); //7

    System.out.println("执行clear()后，limit = "

   + buff.limit()); 

    System.out.println("执行clear()后，position = "

   + buff.position());

    System.out.println("执行clear()后，缓冲区内容并没有被清除："

   + buff.get(2)); //8

  System.out.println("执行绝对读取后，position = "

   + buff.position());

 }

}

 

运行结果