JAVA中的NIO(一)

1、IO与NIO

　　IO就是普通的IO，或者说原生的IO。特点:阻塞式、内部无缓冲，面向流。

　　NIO就是NEW IO,比原生的IO要高效。特点:非阻塞、内部有缓存，面向缓冲。

　　要实现高效的IO操作，尤其是服务器端程序时，需要使用NIO进行开发。

2、NIO的理解

　　NIO就是中引入了通道和缓冲器的概念。我们可以把文件想想成一个水池，以前是我们使用普通IO时是直接从池中取水。现在的NIO就相当于在水池中引出来一个水管，并将水管的另一端放在一个跟小的蓄水池中。当我们需要水时直接从蓄水池中取水。NIO中蓄水池就是Buffer类，我们可以设置这个类的大小，而这个蓄水池也只能放基本数据类型。而所谓的水管就是Channel了。

　具体buffer类：

ByteBuffer

CharBuffer

DoubleBuffer

FloatBuffer

IntBuffer

LongBuffer

ShortBuffer

　具体的channel类

FileChannel

DatagramChannel

SocketChannel

ServerSocketChannel

2、NIO的使用

1.buffer的三大属性

capacity 　缓冲区的最大容量

limit 读写的限制，比如读的时候缓冲区就只有5个字节，那么limit就等于4。当写缓冲区时,limit一般指向缓冲区的末尾

position 当前读写的位置

package com.dy.xidian;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class GetChannel {
public static final int BSIZE = 1024;
@SuppressWarnings("resource")
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileChannel fc = new FileOutputStream("E:/html/utf-8.php").getChannel();
// 将传入的数组作为ByteBuffer的储存器,就是所谓的缓冲区
fc.write(ByteBuffer.wrap("some text".getBytes()));
fc.close();
fc = new RandomAccessFile("E:/html/utf-8.php", "rw").getChannel();
// 通过position更改管道的位置,我们可以认为水池中水管的位置是不固定
fc.position(fc.size());
fc.write(ByteBuffer.wrap("Some more".getBytes()));
fc.close();
fc = new FileInputStream("E:/html/utf-8.php").getChannel();
ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(BSIZE);
fc.read(buff);
　　　　 // 重置缓冲区,令limit=position,position=0，read之后必须的操作
buff.flip();
while (buff.hasRemaining())
System.out.println((char) buff.get());
}
}

2.文件copy

package com.dy.xidian;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class FileCopy {
public static final int BSIZE = 1024;
@SuppressWarnings("resource")
public static void main(String[] args) throws IOException {
if (args.length != 2) {
System.out.println("arguments: sourcefile destfile");
System.exit(1);
}
FileChannel in = new FileInputStream(args[0]).getChannel();
FileChannel out = new FileOutputStream(args[1]).getChannel();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(BSIZE);
while (in.read(buffer) != -1) {
//limit=position, position=0
buffer.flip();
out.write(buffer);
//position=0,limit=capacity
buffer.clear();
}
}
}

改进:将两个管道直接连接起来

package com.dy.xidian;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class GetChannel {
public static final int BSIZE = 1024;
@SuppressWarnings("resource")
public static void main(String[] args) throws IOException {
if (args.length != 2) {
System.out.println("arguments: sourcefile destfile");
System.exit(1);
}
FileChannel in = new FileInputStream(args[0]).getChannel();
FileChannel out = new FileOutputStream(args[1]).getChannel();
　　　　　//0：源文件的起始位置,in.size():数据量，out目的文件
in.transferTo(0, in.size(), out);
}
}

3.转换数据

package com.dy.xidian;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.charset.Charset;

public class BufferToText {
private static final int BSIZE = 1024;

@SuppressWarnings("resource")
public static void main(String[] args) throws IOException {
/************** 写操作 ****************/
FileChannel fc = new FileOutputStream("data2.txt").getChannel();
// ByteBuffer为字节缓冲器,我们向缓冲器中输入数据时应对其进行编码
// 从缓冲器中读数据时应该进行解码
fc.write(ByteBuffer.wrap("Some text".getBytes("utf-8")));
fc.close();
/************** 读操作 ****************/
fc = new FileInputStream("data2.txt").getChannel();
ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(BSIZE);
fc.read(buff);
buff.flip();
System.out.println(buff.asCharBuffer());
// position=0
buff.rewind();
//设置字符集,解决乱码问题
String encoding = System.getProperty("file.encoding");
System.out.println("Decoded using " + encoding + ": "
+ Charset.forName(encoding).decode(buff));
//通过charBuffer向ByteBuffer中写入
fc = new FileOutputStream("data2.txt").getChannel();
buff = ByteBuffer.allocate(24);
buff.asCharBuffer().put("Some text");
fc.write(buff);
fc.close();
fc = new FileInputStream("data2.txt").getChannel();
buff.clear();
fc.read(buff);
buff.flip();
System.out.println(buff.asCharBuffer());
}
}

4.获取基本数据类型

package com.dy.xidian;

import java.nio.ByteBuffer;

public class GetData {
private static final int BSIZE = 1024;
public static void main(String[] args) {
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(BSIZE);
int i = 0;
// 缓冲区自动被初始化为0
while (i++ < bb.limit())
// limit不变,position++
if (bb.get() != 0)
System.out.println("nonzero!");
System.out.println("i = " + i);
// position = 0
bb.rewind();
/* 以字符的方式向缓冲区写 */
bb.asCharBuffer().put("Howdy");
char c;
while ((c = bb.getChar()) != 0)
System.out.print(c + " ");
System.out.println("");
bb.rewind();
/* 以short类型向缓冲区写 */
bb.asShortBuffer().put((short) 471);
System.out.println(bb.getShort());
bb.rewind();
/* 以int类型向缓冲区写 */
bb.asIntBuffer().put(99471142);
System.out.println(bb.getInt());
bb.rewind();
/* 以long类型向缓冲区写 */
bb.asLongBuffer().put(99471142);
System.out.println(bb.getLong());
bb.rewind();
/* 以float类型向缓冲区写 */
bb.asFloatBuffer().put(99471142);
System.out.println(bb.getFloat());
bb.rewind();
/* 以double类型向缓冲区写 */
bb.asDoubleBuffer().put(99471142);
System.out.println(bb.getDouble());
bb.rewind();
}
}

代码中使用到了视图缓冲器(asIntBuffer、asFloatBuffer...)，通过视图缓冲器来操作底层的ByteBuffer使得编程更加方便。不同的视图缓冲器对底层数组的影响是不同的，比如char视图会一次读两个字节，position则会移动两位，这点需要注意。ByteBuffer是以大端(低地址存高数据位)的方式存储数据。

4.相邻字符交换

package com.dy.xidian;

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;

public class Exchange {
public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
char[] data = "usingbuffers".toCharArray();
System.out.println("char[] data = " + data.length);
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(data.length * 2);
System.out.println("bytebuffer.capacity = " + bb.capacity());
System.out.println("bytebuffer.limit = " + bb.limit());
CharBuffer cb = bb.asCharBuffer();
cb.put(data);
System.out.println("charBuffer.limit = " + cb.limit());
char c1, c2;
cb.rewind();
while (cb.hasRemaining()) {
cb.mark();
c1 = cb.get();
c2 = cb.get();
cb.reset();
cb.put(c2).put(c1);
}
cb.rewind();
System.out.println(cb);
}
}

3、参考文章

http://www.iteye.com/magazines/132-Java-NIO#579

http://blog.csdn.net/linxcool/article/details/7771952

http://blog.csdn.net/baple/article/details/12749005

http://www.cnblogs.com/mjorcen/p/3992245.html