在Java1.4之前的I/O系统中,提供的都是面向流的I/O系统,系统一次一个字节地处理数据,一个输入流产生一个字节的数据,一个输出流消费一个字节的数据,面向流的I/O速度非常慢,而在Java 1.4中推出了NIO,这是一个面向块的I/O系统,系统以块的方式处理处理,每一个操作在一步中产生或者消费一个数据库,按块处理要比按字节处理数据快的多。
在NIO中有几个核心对象需要掌握:缓冲区(Buffer)、通道(Channel)、选择器(Selector)。
缓冲区Buffer
缓冲区实际上是一个容器对象,更直接的说,其实就是一个数组,在NIO库中,所有数据都是用缓冲区处理的。在读取数据时,它是直接读到缓冲区中的; 在写入数据时,它也是写入到缓冲区中的;任何时候访问 NIO 中的数据,都是将它放到缓冲区中。而在面向流I/O系统中,所有数据都是直接写入或者直接将数据读取到Stream对象中。
在NIO中,所有的缓冲区类型都继承于抽象类Buffer,最常用的就是ByteBuffer,对于Java中的基本类型,基本都有一个具体Buffer类型与之相对应,它们之间的继承关系如下图所示:
下面是一个简单的使用IntBuffer的例子:
1. import java.nio.IntBuffer;
2.
3. public class TestIntBuffer {
4. public static void main(String[] args) {
5. // 分配新的int缓冲区,参数为缓冲区容量
6. // 新缓冲区的当前位置将为零,其界限(限制位置)将为其容量。它将具有一个底层实现数组,其数组偏移量将为零。
7. 8);
8.
9. for (int i = 0; i < buffer.capacity(); ++i) {
10. int j = 2 * (i + 1);
11. // 将给定整数写入此缓冲区的当前位置,当前位置递增
12. buffer.put(j);
13. }
14.
15. // 重设此缓冲区,将限制设置为当前位置,然后将当前位置设置为0
16. buffer.flip();
17.
18. // 查看在当前位置和限制位置之间是否有元素
19. while (buffer.hasRemaining()) {
20. // 读取此缓冲区当前位置的整数,然后当前位置递增
21. int j = buffer.get();
22. " ");
23. }
24.
25. }
26.
27. }
运行后可以看到:
在后面我们还会继续分析Buffer对象,以及它的几个重要的属性。
通道Channel
通道是一个对象,通过它可以读取和写入数据,当然了所有数据都通过Buffer对象来处理。我们永远不会将字节直接写入通道中,相反是将数据写入包含一个或者多个字节的缓冲区。同样不会直接从通道中读取字节,而是将数据从通道读入缓冲区,再从缓冲区获取这个字节。
在NIO中,提供了多种通道对象,而所有的通道对象都实现了Channel接口。它们之间的继承关系如下图所示:
使用NIO读取数据
在前面我们说过,任何时候读取数据,都不是直接从通道读取,而是从通道读取到缓冲区。所以使用NIO读取数据可以分为下面三个步骤:
1. 从FileInputStream获取Channel
2. 创建Buffer
3. 将数据从Channel读取到Buffer中
下面是一个简单的使用NIO从文件中读取数据的例子:
1. import java.io.*;
2. import java.nio.*;
3. import java.nio.channels.*;
4.
5. public class Program {
6. static public void main( String args[] ) throws Exception {
7. new FileInputStream("c:\\test.txt");
8.
9. // 获取通道
10. FileChannel fc = fin.getChannel();
11.
12. // 创建缓冲区
13. 1024);
14.
15. // 读取数据到缓冲区
16. fc.read(buffer);
17.
18. buffer.flip();
19.
20. while (buffer.remaining()>0) {
21. byte b = buffer.get();
22. char)b));
23. }
24.
25. fin.close();
26. }
27. }
使用NIO写入数据
使用NIO写入数据与读取数据的过程类似,同样数据不是直接写入通道,而是写入缓冲区,可以分为下面三个步骤:
1. 从FileInputStream获取Channel
2. 创建Buffer
3. 将数据从Channel写入到Buffer中
下面是一个简单的使用NIO向文件中写入数据的例子:
1. import java.io.*;
2. import java.nio.*;
3. import java.nio.channels.*;
4.
5. public class Program {
6. static private final byte message[] = { 83, 111, 109, 101, 32,
7. 98, 121, 116, 101, 115, 46 };
8.
9. static public void main( String args[] ) throws Exception {
10. new FileOutputStream( "c:\\test.txt" );
11.
12. FileChannel fc = fout.getChannel();
13.
14. 1024 );
15.
16. for (int i=0; i<message.length; ++i) {
17. buffer.put( message[i] );
18. }
19.
20. buffer.flip();
21.
22. fc.write( buffer );
23.
24. fout.close();
25. }
26. }