java NIO的基本用法

NIO的基本用法

1、什么是NIO

一种新IO流，可以实现对文件的读写操作，效率比IO流高

2、NIO和IO的区别

IO是面向流（Stream）的；NIO是面向通道（Channel）和缓冲区（Buffer）的，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中
IO流是阻塞的，这意味着，当一个线程调用read() 或 write()时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。NIO是非阻塞的，NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞，所以直至数据变得可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。

3、NIO中的Channel的主要实现

FileChannel：文件通道
DatagramChannel：通过 UDP 读写网络中的数据通道。
SocketChannel：通过 TCP 读写网络中的数据
ServerSocketChannel：可以监听新进来的 TCP 连接，对每一个新进来的连接都会创建一个 SocketChannel

我们这里主要讲解FileChannel

4、NIO中的关键Buffer实现

NIO中的关键Buffer实现有：ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer，分别对应基本数据类型: byte, char, double, float, int, long, short。当然NIO中还有MappedByteBuffer, HeapByteBuffer, DirectByteBuffer等这里先不进行陈述。

5、缓冲区Buffer的基本属性

容量 (capacity) ：表示 Buffer 最大数据容量，缓冲区容量不能为负，并且创建后不能更改。
限制 (limit) ：第一个不应该读取或写入的数据的索引，即位于 limit 后的数据不可读写。缓冲区的限制不能为负，并且不能大于其容量。
位置 (position)：下一个要读取或写入的数据的索引。缓冲区的位置不能为负，并且不能大于其限制

6、FileChannel用法（实现文本复制）

a、方式一（读取文件到缓冲区）

public static void main(String[] args) throws IOException {
        //字节输入流
        FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(new File("object02/src/a.txt"));
        //字节输出流
        FileOutputStream fileOutputStream=new FileOutputStream(new File("object02/src/b.txt"));
        //获取通道，通过文件对应io流获取对应通道
        FileChannel fromFileChannel=fileInputStream.getChannel();
        FileChannel toFileChannel=fileOutputStream.getChannel();
        //创建缓冲区并分配空间
        ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer.allocate(1024);
        //读取文件数据到缓冲区
        while (fromFileChannel.read(byteBuffer)!=-1){
            //设置缓冲区为读模式（看源码）
            byteBuffer.flip();
            //写数据
            toFileChannel.write(byteBuffer);
            //清空缓冲区（不清空缓冲区无法进行下一次读取，因为position=capacity，看源码）
            byteBuffer.clear();
        }
        //关闭资源
        fileInputStream.close();
        fileOutputStream.close();
        fromFileChannel.close();
        toFileChannel.close();
    }

b、方式二（通过channel的映射内存实现）

@Test
public void testCopyFile02() throws IOException
    {
        //建立1.mp4的通道（就是连接点）， StandardOpenOption.READ打开读权限
        FileChannel fileChannelA=FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mp4"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel fileChannelB=FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mp4"), 
                StandardOpenOption.WRITE, //写权限
                StandardOpenOption.READ, //读权限
                StandardOpenOption.CREATE);//创建一个新的文件，如果该文件已经存在失败
        //建立fileChannelA通道的映射内存，MapMode.READ_ONLY：只读，从0读到fileChannelA.size()
        MappedByteBuffer inMappedBuf = fileChannelA.map(MapMode.READ_ONLY, 0, fileChannelA.size());
        //建立fileChannelB通道的映射内存，MapMode.READ_WRITE：读写，从0读到fileChannelA.size()
        MappedByteBuffer outMappedBuf = fileChannelB.map(MapMode.READ_WRITE, 0, fileChannelA.size());
        //创建一个字节数组，存储读取的数据
        byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
        //从映射内存读取数据
        inMappedBuf.get(dst);
        //将读取的数据写到d:/2.mp4
        outMappedBuf.put(dst);
        //关闭通道
        fileChannelA.close();
        fileChannelB.close();
    }

c、方式三（方式二的简化）

    @Test
    public void testCopyFile03() throws IOException
    {
        //建立1.mp4的通道（就是连接点）， StandardOpenOption.READ打开读权限
        FileChannel fileChannelA=FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mp4"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel fileChannelB=FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mp4"), 
                StandardOpenOption.WRITE, //写权限
                StandardOpenOption.READ, //读权限
                StandardOpenOption.CREATE);//创建一个新的文件，如果该文件已经存在失败
        //复制fileChannelA的内容到fileChannelB
        fileChannelB.transferFrom(fileChannelA, 0, fileChannelA.size());
        //关闭通道
        fileChannelA.close();
        fileChannelB.close();       
    }

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