关于NIO

关于

Java NIO，即“New I/O”（另一说“No-Blocking I/O”）：采用内存映射文件的方式来处理输入输出：NIO将文件或文件的一段区域映射到内存中，这样就可以像访问内存一样访问文件了。

• （相关内容：Java NIO Tutorial，网上资料大多来自于此）

与 IO

NIO与标准IO不同：NIO支持面向缓冲区的、基于通道的IO操作，以更加高效的方式进行文件的读写操作。

• （“旧”的I/O包已经使用NIO重新实现过，“即使我们不显式的使用NIO编程，也能从中受益”）
• （NIO子系统不会取代java.io包中可用的基于流的I/O类）

IO	NIO
面向流（Stream Oritented）	面向缓冲区（Buffer Oritented）
阻塞IO（Blocking IO）	非阻塞IO（None Blocking IO）
无	选择器（Selecters）

NIO 包

从JDK1.4开始提供的一系列改进的输入/输出处理，这些类都被放在java.nio包及子包下：

包名称	使用/目的
java.nio	NIO系统的顶级包，NIO系统封装了各种类型的缓冲区。
java.nio.charset	封装了字符集，并且还支持分别将字符转换为字节和字节到编码器和解码器的操作。
java.nio.charset.spi	用于支持字符集服务提供者
java.nio.channels	支持通道，这些通道本质上是打开I/O连接。
java.nio.channels.spi	用于支持频道的服务提供者
java.nio.file	提供对文件的支持
java.nio.file.spi	用于支持文件系统的服务提供者
java.nio.file.attribute	用于提供对文件属性的支持

（为什么学习NIO）

IO操作往往在两个场景下会用到：

1. 文件I/O
2. 网络I/O：NIO的优势体现；

【IO：同步、异步，阻塞、非阻塞】

（见IO - 同步，异步，阻塞，非阻塞 （亡羊补牢篇））

NIO 组件

NIO中的所有I/O都是通过一个通道开始的。数据总是从缓冲区写入通道，并从通道读取到缓冲区：

1. 从通道读取：创建一个缓冲区，然后请求通道读取数据；

   

2. 通道写入：创建一个缓冲区，填充数据，并要求通道写入数据；

   

Java NIO 由以下几个核心部分组成：

• “Buffer”
• “Channel”
• “Selector”

Channel

通道，是用于在实体和字节缓冲区之间有效传输数据的介质。它从一个实体读取数据，并将其放在缓冲区块中以供消费。 Java NIO Channel 不同于流：

1. 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。
2. 通道可以异步地读写。
3. 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。

“java.nio.channels”类的层次结构：

其中顶层接口：

package java.nio.channels;

import java.io.IOException;
import java.io.Closeable;

public interface Channel extends Closeable {
    // 检查通道是否打开
    public boolean isOpen();
    // 关闭通道
    public void close() throws IOException;

}

Java NIO中，主要使用的通道如下：

1. “FileChannel”：从文件中读写数据；
2. “DatagramChannel”：通过UDP读写网络中的数据；
3. “SocketChannel”：通过TCP读写网络中的数据；
4. “ServerSocketChannel”：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；

示例：

RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
FileChannel inChannel = aFile.getChannel();

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

int bytesRead = inChannel.read(buf);
while (bytesRead != -1) 
{
   System.out.println("Read " + bytesRead);
   buf.flip();

   while(buf.hasRemaining())
   {
      System.out.print((char) buf.get());
   }
   buf.clear();
   bytesRead = inChannel.read(buf);
}
aFile.close();

Scatter / Gather

分散（scatter） 聚集（gather）

常用Channel

FileChannel DatagramChannel SocketChannel ServerSocketChannel

其他

Pipe Path Files AsynchronousFileChannel