一、什么是NIO？

Java NIO(New IO)是從Java 1.4版本開始引入的一個新的IO API，可以替代標準的Java IO API。NIO與原來的IO有同樣的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO支持面向緩沖區的、基于通道的IO操作。NIO將以更加高效的方式進行文件的讀寫操作。

二、Java NIO 與 IO 的主要區別

IO

NIO

面向流(Steam Oriented)

面向緩沖區(Buffer Oriented)

阻塞IO(Blocking IO)

非阻塞IO(Non Blocking IO)

(無)

選擇器(Selector)

三、緩沖區(Buffer)和通道(Channel)

1、Buffer緩沖區：

Buffer 就像一個數組，可以保存多個相同類型的數據。根據數據類型不同(boolean 除外) ，有以下 Buffer 常用子類：

? ByteBuffer

? CharBuffer

? ShortBuffer

? IntBuffer

? LongBuffer

? FloatBuffer

? DoubleBuffer

上述 Buffer 類 他們都采用相似的方法進行管理數據，只是各自管理的數據類型不同而已。都是通過如下方法獲取一個 Buffer對象：static XxxBuffer allocate(int capacity) : 創建一個容量為 capacity 的 XxxBuffer 對象

緩沖區中的四個屬性：

capacity：容量，表示緩沖區中最大存儲數據的容量。一旦聲明不能改變。

limit：界限，表示緩沖區中可以操作數據的大小。(limit 后數據不能進行讀寫)。

position：位置，下一個要讀取或寫入的數據的索引。緩沖區的位置不能為負，并且不能大于其限制表示緩沖區中正在操作數據的位置。

標記 (mark)與重置 (reset)：標記是一個索引，指定 Buffer 中一個當前的 position位置，之后可以通過調用 reset() 方法恢復到這個 position位置.

0 <= mark <= position <= limit <= capacity

Buffer中的常用的properties：

put()

想緩沖區中寫入數據

Buffer flip()

將緩沖區的界限設置為當前位置(position)，并將當前位置(position)賦值為 0

Buffer get()

切換至讀模式之后，獲取數據

Buffer clear()

清空緩沖區并返回對緩沖區的引用，緩沖區中的數據依然存在只是處于”被遺忘“狀態

Buffer mark()

對緩沖區設置標記

Buffer position(int n)

將設置緩沖區的當前位置為 n , 并返回修改后的 Buffer 對象

Buffer limit(int n)

將設置緩沖區界限為 n, 并返回一個具有新 limit 的緩沖區對象

boolean hasRemaining()

判斷緩沖區中是否還有元素

int limit()

返回 Buffer 的界限(limit) 的位置

int capacity()

返回 Buffer 的 capacity 大小

int position()

返回緩沖區的當前位置 position

int remaining()

返回 position 和 limit 之間的元素個數

Buffer reset()

將位置 position 轉到以前設置的 mark 所在的位置

Buffer rewind()

將位置設為為 0， 取消設置的 mark

Buffer中的數據操作,get()與put()方法：

獲取 Buffer 中的數據：

get() ：讀取單個字節

get(byte[] dst)：批量讀取多個字節到 dst 中

get(int index)：讀取指定索引位置的字節(不會移動 position)

放入數據到 Buffer 中：

put(byte b)：將給定單個字節寫入緩沖區的當前位置

put(byte[] src)：將 src 中的字節寫入緩沖區的當前位置

put(int index, byte b)：將指定字節寫入緩沖區的索引位置(不會移動 position)

直接緩沖區與非直接緩沖區：

? 直接緩沖區：通過allocate()方法分配緩沖區，將緩沖區建立在JVM 的內存中。

? 非直接緩沖區：通過allocateDirect()方法分配直接緩沖區，將緩沖區建立在物理內存中，可以提高效率。

2、通道(Channel)

四、文件通道(FileChannel)

通道(Channel)：由 java.nio.channels 包定義 的。Channel 表示 IO 源與目標打開的連接。 Channel 類似于傳統的“流”。只不過 Channel 本身不能直接訪問數據，Channel 只能與 Buffer 進行交互。

FileChannel

---- 用于讀取、寫入、映射和操作文件的通道

直接字節緩沖區可以通過調用此類的 allocateDirect() 工廠方法來創建。此方法返回的緩沖區進行分配和取消 分配所需成本通常高于非直接緩沖區。直接緩沖區的內容可以駐留在常規的垃圾回收堆之外，因此，它們對 應用程序的內存需求量造成的影響可能并不明顯。所以，建議將直接緩沖區主要分配給那些易受基礎系統的 本機 I/O 操作影響的大型、持久的緩沖區。一般情況下，最好僅在直接緩沖區能在程序性能方面帶來明顯好 處時分配它們。

直接字節緩沖區還可以通過 FileChannel 的 map() 方法 將文件區域直接映射到內存中來創建。該方法返回 MappedByteBuffer 。Java 平臺的實現有助于通過 JNI 從本機代碼創建直接字節緩沖區。如果以上這些緩沖區 中的某個緩沖區實例指的是不可訪問的內存區域，則試圖訪問該區域不會更改該緩沖區的內容，并且將會在 訪問期間或稍后的某個時間導致拋出不確定的異常。

SocketChannel

---- 通過 TCP 讀寫網絡中的數據。

ServerSocketChannel

---- 可以監聽新進來的 TCP 連接，對每一個新進來 的連接都會創建一個 SocketChannel。

DatagramChannel

---- 通過 UDP 讀寫網絡中的數據通道

五、NIO 的非阻塞式網絡通信

1、選擇器(Selector)

2、SocketChannel、ServerSocketChannel、DatagramChannel

六、管道(Pipe)

七、Java NIO2 (Path、Paths 與 Files )

總結

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