Java NIO 学习笔记

1 基本概念描述
2 NIO基础
3 代码实践

1、基本概念描述

首先看下海子关于一些前提知识的介绍

Java NIO:浅析I/O模型

1.1 I/O简介

I/O即输入输出,是计算机与外界世界的一个借口。IO操作的实际主题是操作系统。在java编程中,一般使用流的方式来处理IO,所有的IO都被视作是单个字节的移动,通过stream对象一次移动一个字节。流IO负责把对象转换为字节,然后再转换为对象。

1.2 什么是NIO

NIO即New IO,这个库是在JDK1.4中才引入的。NIO和IO有相同的作用和目的,但实现方式不同,NIO主要用到的是块,所以NIO的效率要比IO高很多。在Java API中提供了两套NIO,一套是针对标准输入输出NIO,另一套就是网络编程NIO。

1.3 流与块的比较

NIO和IO最大的区别是数据打包和传输方式。IO是以流的方式处理数据,而NIO是以块的方式处理数据。

面向流的IO一次一个字节的处理数据,一个输入流产生一个字节,一个输出流就消费一个字节。为流式数据创建过滤器就变得非常容易,链接几个过滤器,以便对数据进行处理非常方便而简单,但是面向流的IO通常处理的很慢。

面向块的IO系统以块的形式处理数据。每一个操作都在一步中产生或消费一个数据块。按块要比按流快的多,但面向块的IO缺少了面向流IO所具有的有雅兴和简单性。

2、NIO基础

Buffer和Channel是标准NIO中的核心对象(网络NIO中还有个Selector核心对象),几乎每一个IO操作中都会用到它们。

Channel是对原IO中流的模拟,任何来源和目的数据都必须通过一个Channel对象。一个Buffer实质上是一个容器对象,发给Channel的所有对象都必须先放到Buffer中;同样的,从Channel中读取的任何数据都要读到Buffer中。

2.1 关于Buffer

Buffer是一个对象,它包含一些要写入或读出的数据。在NIO中,数据是放入buffer对象的,而在IO中,数据是直接写入或者读到Stream对象的。应用程序不能直接对 Channel 进行读写操作,而必须通过 Buffer 来进行,即 Channel 是通过 Buffer 来读写数据的。

在NIO中,所有的数据都是用Buffer处理的,它是NIO读写数据的中转池。Buffer实质上是一个数组,通常是一个字节数据,但也可以是其他类型的数组。但一个缓冲区不仅仅是一个数组,重要的是它提供了对数据的结构化访问,而且还可以跟踪系统的读写进程。

使用 Buffer 读写数据一般遵循以下四个步骤:

  1. 写入数据到 Buffer;
  2. 调用 flip() 方法;
  3. 从 Buffer 中读取数据;
  4. 调用 clear() 方法或者 compact() 方法。

当向 Buffer 写入数据时,Buffer 会记录下写了多少数据。一旦要读取数据,需要通过 flip() 方法将 Buffer 从写模式切换到读模式。在读模式下,可以读取之前写入到 Buffer 的所有数据。

一旦读完了所有的数据,就需要清空缓冲区,让它可以再次被写入。有两种方式能清空缓冲区:调用 clear() 或 compact() 方法。clear() 方法会清空整个缓冲区。compact() 方法只会清除已经读过的数据。任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处,新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。

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2.3 关于Channel

Channel是一个对象,可以通过它读取和写入数据。可以把它看做IO中的流。但是它和流相比还有一些不同:

  1. Channel是双向的,既可以读又可以写,而流是单向的
  2. Channel可以进行异步的读写
  3. 对Channel的读写必须通过buffer对象

正如上面提到的,所有数据都通过Buffer对象处理,所以,您永远不会将字节直接写入到Channel中,相反,您是将数据写入到Buffer中;同样,您也不会从Channel中读取字节,而是将数据从Channel读入Buffer,再从Buffer获取这个字节。

因为Channel是双向的,所以Channel可以比流更好地反映出底层操作系统的真实情况。特别是在Unix模型中,底层操作系统通常都是双向的。

在Java NIO中Channel主要有如下几种类型:

  • FileChannel:从文件读取数据的
  • DatagramChannel:读写UDP网络协议数据
  • SocketChannel:读写TCP网络协议数据
  • ServerSocketChannel:可以监听TCP连接

3 代码实例

https://blog.csdn.net/zmx729618/article/details/51858230

4 面试考点

https://blog.csdn.net/hxpjava1/article/details/56282385


参考文献

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3916526.html
https://mp.weixin.qq.com/s/c9tkrokcDQR375kiwCeV9w?
https://blog.csdn.net/zmx729618/article/details/51858230

http://blog.csdn.net/suifeng3051/article/details/48160753###;

http://blog.csdn.net/suifeng3051/article/details/48441629

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