NIO 定義

即新IO，在JDK1.4的java.nio.*包中引入，其目的在于提高速度。

在Java1.4之前的I/O系統(tǒng)中，提供的都是面向流的I/O系統(tǒng)，系統(tǒng)一次一個(gè)字節(jié)地處理數(shù)據(jù)，一個(gè)輸入流產(chǎn)生一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，一個(gè)輸出流消費(fèi)一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，面向流的I/O速度非常慢，而在Java 1.4中推出了NIO，這是一個(gè)面向塊的I/O系統(tǒng)，系統(tǒng)以塊的方式處理處理，每一個(gè)操作在一步中產(chǎn)生或者消費(fèi)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，按塊處理要比按字節(jié)處理數(shù)據(jù)快的多。

速度的提高來(lái)自于所使用的結(jié)構(gòu)更接近于操作系統(tǒng)執(zhí)行IO的方式：通道和緩沖期。我們可以把它想象成一個(gè)煤礦，通道是一個(gè)包含煤層（數(shù)據(jù)）的礦藏，而緩沖器則是派送到礦藏的卡車。卡車滿載煤炭而歸，我們?cè)購(gòu)目ㄜ嚿汐@得煤炭。也就說(shuō)，我們并沒有直接好通道交互，我們只和緩沖區(qū)交互。

緩沖區(qū)（Buffer）

緩沖區(qū)本質(zhì)上是一塊可以寫入數(shù)據(jù)，然后可以從中讀取數(shù)據(jù)的內(nèi)存。這塊內(nèi)存被包裝成NIO Buffer對(duì)象，并提供了一組方法，用來(lái)方便的訪問該塊內(nèi)存。，在NIO庫(kù)中，所有數(shù)據(jù)都是用緩沖區(qū)處理的。在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，它是直接讀到緩沖區(qū)中的； 在寫入數(shù)據(jù)時(shí)，它也是寫入到緩沖區(qū)中的；任何時(shí)候訪問 NIO 中的數(shù)據(jù)，都是將它放到緩沖區(qū)中。而在面向流I/O系統(tǒng)中，所有數(shù)據(jù)都是直接寫入或者直接將數(shù)據(jù)讀取到Stream對(duì)象中。

在NIO中，所有的緩沖區(qū)類型都繼承于抽象類Buffer，最常用的就是ByteBuffer，對(duì)于Java中的基本類型，基本都有一個(gè)具體Buffer類型與之相對(duì)應(yīng)，它們之間的繼承關(guān)系如下圖所示：

Buffer基本用法

使用Buffer讀寫數(shù)據(jù)一般遵循以下四個(gè)步驟：

寫入數(shù)據(jù)到Buffer

調(diào)用flip()方法

從Buffer中讀取數(shù)據(jù)

調(diào)用clear()方法或者compact()方法

當(dāng)向buffer寫入數(shù)據(jù)時(shí)，buffer會(huì)記錄下寫了多少數(shù)據(jù)。一旦要讀取數(shù)據(jù)，需要通過flip()方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。在讀模式下，可以讀取之前寫入到buffer的所有數(shù)據(jù)。

一旦讀完了所有的數(shù)據(jù)，就需要清空緩沖區(qū)，讓它可以再次被寫入。有兩種方式能清空緩沖區(qū)：調(diào)用clear()或compact()方法。clear()方法會(huì)清空整個(gè)緩沖區(qū)。compact()方法只會(huì)清除已經(jīng)讀過的數(shù)據(jù)。任何未讀的數(shù)據(jù)都被移到緩沖區(qū)的起始處，新寫入的數(shù)據(jù)將放到緩沖區(qū)未讀數(shù)據(jù)的后面。

通道（Channel）

通道是一個(gè)對(duì)象，通過它可以讀取和寫入數(shù)據(jù)，當(dāng)然了所有數(shù)據(jù)都通過Buffer對(duì)象來(lái)處理。我們永遠(yuǎn)不會(huì)將字節(jié)直接寫入通道中，相反是將數(shù)據(jù)寫入包含一個(gè)或者多個(gè)字節(jié)的緩沖區(qū)。同樣不會(huì)直接從通道中讀取字節(jié)，而是將數(shù)據(jù)從通道讀入緩沖區(qū)，再?gòu)木彌_區(qū)獲取這個(gè)字節(jié)。

通道類似流，但又有些不同：

• 既可以從通道中讀取數(shù)據(jù)，又可以寫數(shù)據(jù)到通道。但流的讀寫通常是單向的。
• 通道可以異步讀寫
• 通道中數(shù)據(jù)總要先讀到Buffer，或者從一個(gè)Buffer寫入

這個(gè)圖看著好混亂，那我們講幾個(gè)比較重要的通道：

• FileChannel ： 從文件中讀寫數(shù)據(jù)。
• DatagramChannel ：通過UDP讀寫網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。
• SocketChannel ：通過TCP讀寫網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。
• ServerSocketChannel： 監(jiān)聽新進(jìn)來(lái)的TCP連接，像Web服務(wù)器那樣。對(duì)每一個(gè)新進(jìn)來(lái)的連接都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)SocketChannel。

Channel基本用法

獲取Channel

創(chuàng)建Buffer

將數(shù)據(jù)從Channel讀取到Buffer

為了說(shuō)明，下面舉個(gè)讀文件的例子。

public static void main(String[] args) {try {FileInputStream fin = new FileInputStream("test.txt");// get channelFileChannel fc = fin.getChannel();// bufferByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);//read data to bufferfc.read(buffer);buffer.flip();while(buffer.remaining()>0){byte b = buffer.get();System.out.print((char)b);}fin.close();} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}

阻塞IO（常規(guī)IO） VS 非阻塞IO（NIO）

• Java IO的各種流是阻塞的。這意味著，當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用read() 或 write()時(shí)，該線程被阻塞，直到有一些數(shù)據(jù)被讀取，或數(shù)據(jù)完全寫入。該線程在此期間不能再干任何事情了。
• Java NIO的非阻塞模式，使一個(gè)線程從某通道發(fā)送請(qǐng)求讀取數(shù)據(jù)，但是它僅能得到目前可用的數(shù)據(jù)，如果目前沒有數(shù)據(jù)可用時(shí)，就什么都不會(huì)獲取。而不是保持線程阻塞，所以直至數(shù)據(jù)變的可以讀取之前，該線程可以繼續(xù)做其他的事情；非阻塞寫也是如此。一個(gè)線程請(qǐng)求寫入一些數(shù)據(jù)到某通道，但不需要等待它完全寫入，這個(gè)線程同時(shí)可以去做別的事情。 線程通常將非阻塞IO的空閑時(shí)間用于在其它通道上執(zhí)行IO操作，所以一個(gè)單獨(dú)的線程現(xiàn)在可以管理多個(gè)輸入和輸出通道（channel）。

所以這就引入一個(gè)概念，選擇器

選擇器（Selectors）

Selector允許單線程處理多個(gè) Channel。如果你的應(yīng)用打開了多個(gè)連接（通道），但每個(gè)連接的流量都很低，使用Selector就會(huì)很方便。

你可以注冊(cè)多個(gè)通道使用一個(gè)選擇器，然后使用一個(gè)單獨(dú)的線程來(lái)“選擇”通道：這些通道里已經(jīng)有可以處理的輸入，或者選擇已準(zhǔn)備寫入的通道。這種選擇機(jī)制，使得一個(gè)單獨(dú)的線程很容易來(lái)管理多個(gè)通道。

使用

要使用Selector，得向Selector注冊(cè)Channel，然后調(diào)用它的select()方法。這個(gè)方法會(huì)一直阻塞到某個(gè)注冊(cè)的通道有事件就緒。一旦這個(gè)方法返回，線程就可以處理這些事件，事件的例子有如新連接進(jìn)來(lái)，數(shù)據(jù)接收等。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/tina-smile/p/5245326.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java_IO流之 NIO的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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