一、前言
笔者之前接触的NIO编程比较少,所以对这一块的基础也比较弱,NIO作为java编程中一个重要的模块,不能很好的掌握它,感觉自己在java方面就掌握的不够,所以,接下来,笔者会学习NIO编程,所以,该系列文章不会涉及到很深源码解析,纯粹的是学习课程,也可以理解为笔者的笔记,记录学习NIO的过程,同时也希望这类文章可以对同样想掌握NIO编程的你有帮助。
二、什么是NIO?
Java NIO(New IO)是一个可以替代标准Java IO API的IO API(从Java 1.4开始),Java NIO提供了与标准IO不同的IO工作方式。NIO可以理解为非阻塞IO,传统的IO的read和write只能阻塞执行,线程在读写IO期间不能干其他事情,比如调用socket.read()时,如果服务器一直没有数据传输过来,线程就一直阻塞,而NIO中可以配置socket为非阻塞模式。
三、IO和NIO的区别
- IO是面向字节流和字符流的,而NIO是面向缓冲区的。
- IO是阻塞模式的,NIO是非阻塞模式的
- NIO新增了选择器的概念,可以通过选择器监听多个通道。
四、NIO相关概念
Channel(通道)
Java NIO的通道类似流,但又有些不同:
既可以从通道中读取数据,又可以写数据到通道。但流的读写通常是单向的。 通道可以异步地读写。
通道中的数据总是要先读到一个Buffer,或者总是要从一个Buffer中写入。
Channel的实现
这些是Java NIO中最重要的通道的实现:
-
FileChannel: 从文件中读写数据。
-
DatagramChannel : 能通过UDP读写网络中的数据。
-
SocketChannel: 能通过TCP读写网络中的数据。
-
ServerSocketChannel :可以监听新进来的TCP连接,像Web服务器那样。对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。
Buffer(缓冲区)
缓冲区本质上是一块可以写入数据,然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象,并提供了一组方法,用来方便的访问该块内存。
Buffer(缓冲区)的主要属性
属性 | 功能 |
---|---|
capacity | 容量 |
position | 缓冲区当前位置指针,最大可为capacity – 1 |
limit | 缓冲区最大读取和写入限制 |
buffer属性示意图:
上图展示了写模式和读模式下,以上属性的示意图,写模式下,limit和capacity是一样的,这表示你能写入的最大容量数据,读模式下,limit会和position一样,表示你能读到写入的全部数据。
Buffer(缓冲区)的主要分类
- ByteBuffer
- MappedByteBuffer
- CharBuffer
- DoubleBuffer
- FloatBuffer
- IntBuffer
- LongBuffer
- ShortBuffer
其实以上基本上为了接收不同的数据类型而对应的,只有一个特殊的MappedByteBuffer,本次先不学习它,后续再去了解它。
五、实战
我们主要以理解上面介绍的概念为目的实现一个简单的NIO编程,读取文件夹内的文件,然后输出到控制台。
public static void testNio(){
try {
RandomAccessFile rdf=new RandomAccessFile("E:\\nio\\niotest.txt","rw");
//利用channel中的FileChannel来实现文件的读取
FileChannel inChannel= rdf.getChannel();
//设置缓冲区容量为10
ByteBuffer buf= ByteBuffer.allocate(10);
//从通道中读取数据到缓冲区,返回读取的字节数量
int byteRead=inChannel.read(buf);
//数量为-1表示读取完毕。
while (byteRead!=-1){
//切换模式为读模式,其实就是把postion位置设置为0,可以从0开始读取
buf.flip();
//如果缓冲区还有数据
while (buf.hasRemaining()){
//输出一个字符
System.out.print((char) buf.get());
}
//数据读完后清空缓冲区
buf.clear();
//继续把通道内剩余数据写入缓冲区
byteRead = inChannel.read(buf);
}
//关闭通道
rdf.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
我在磁盘中niotest.txt的内容是hello world,我们看看运行结果是不是hello world。
结果和预期一样,我们完成了NIO编程输出磁盘文件内容,其实上面代码中,我第一印象有疑问的地方就是
buf.flip()
,其他只要用过IO的应该都能理解,既然不能理解我们就先调试下,注释掉该段内容,看看输出结果如何。
注释掉buf.flip()
后,输出结果果真不对了,那究竟是为啥呢?
上图是第一个循环,我们可以看到缓冲区的position=10,limit=10,cap=10。调用
buf.hasRemaining()
为false,所以buffer第一次没有输出任何东西。看看第二次循环
其实这整个循环可以解析步骤如下:
-
buffer读取了10字节内容,内容就是:hello worl。
-
buf.hasRemaining() 判断为false,直接清空buffer(直接把position复位为0,可以直接覆盖内容),读取剩下内容。
-
最后只剩下一个字符
d
读取,这个时候读取完后,buffer内容如下:dello worl。 -
最后输出因为从postion=1位置输出,所以输出:ello worl。
根据以上解析,我们发现注释了buf.flip()后,position位置写入是什么位置,读出就是什么位置,所以,该方法应该就是把position赋值为0,从开始读取。解读源码也证实了我的猜想,源码如下:
public final Buffer flip() {
limit = position;
position = 0;
mark = -1;
return this;
}
参考
《JAVA NIO》
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今天的文章JAVA NIO编程入门(一)分享到此就结束了,感谢您的阅读。
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