走进Java NIO的世界

Java NIO,即Java New IO,是Java IO的2.0版本,since from JDK1.4。JDK1.4以前提供的都是传统的IO,即我们经常使用的InputStream/OutputStream/Reader/Writer等。对于传统IO,我们可以利用流的装饰功能,使其具有Buffer功能,本质上是利用byte[]完成的。而Java NIO单独把Buffer的功能抽取出来,而且还提供了很多特性,下面我们一起来看看吧~

Buffer家族

看下java.nio.Buffer的子类:

走进Java NIO的世界

对于基本数据类型,基本上都有与之对应的Buffer类,而ByteBuffer最常用,ByteBuffer下面又有2个特殊的子类。

ByteBuffer

先来一段代码,有点感性认识吧:

public static void main(String[] args) {
    //分配Buffer缓冲区大小  其本质是指定byte[]大小
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
    printBuffer(buffer);
    buffer.put((byte)1);
    printBuffer(buffer);
    buffer.flip();
    printBuffer(buffer);
}
public static void printBuffer(Buffer buffer){
    System.out.println("--------");
    System.out.println("position : " + buffer.position());
    System.out.println("limit : " + buffer.limit());
    System.out.println("capacity : " + buffer.capacity());
    System.out.println("--------");
}

既然要使用ByteBuffer,必然要知道如何创建它!常见的创建ByteBuffer的方式有如下几种:

分配堆内存的方式

public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
    if (capacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
}

分配直接内存,即C HEAP的方式

public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {

return new DirectByteBuffer(capacity);
  }

需要注意的是,DirectByteBuffer是MappedByteBuffer的子类!

直接包装byte[]形成ByteBuffer

public static ByteBuffer wrap(byte[] array,
    int offset, int length){
        try {
            return new HeapByteBuffer(array, offset, length);
        } catch (IllegalArgumentException x) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        }
    }

由于ByteBuffer是atstract class,因此我们使用的都是它的2个具体子类:HeapByteBuffer/MappedByteBuffer。

我们可以跟踪下HeapByteBuffer/DirectByteBuffer的构造方法,发现它们其实就做了一件事:

初始化byte[]以及一些属性,比如mark,position,limit,capacity。

position vs limit vs capacity

Java NIO中ByteBuffer除了有byte[]之外,还提供了一些属性,这样相比传统IO,操作更加灵活方便。

首先来说,capacity是byte[]的容量大小,一般是初始化好后,就不会在变化了的,而position,limit这2个属性,会随着对缓冲区的read/write操作而发生变化。

position:下一个应该读取的位置

limit:在byte[]中有效读取位置的最大值

下面,我们来做一个例子具体说明:利用ByteBuffer来拷贝文件

public static void closeStream(Closeable... closeable){
    for(Closeable c : closeable){
        if(c != null){
            try {
                c.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

public static void main(String[] args) throws IOException {
   
    FileInputStream srcFile = new FileInputStream("E:\\tmp\\Shell学习笔记.pdf");
    FileOutputStream  destFile = new FileOutputStream("E:\\tmp\\Shell学习笔记COPY.pdf");
   
    ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024 * 1024);
   
    FileChannel in = srcFile.getChannel();
    FileChannel out = destFile.getChannel();
   
    while(in.read(byteBuffer) != -1){
        byteBuffer.flip();
        out.write(byteBuffer);
        byteBuffer.clear();
    }
    closeStream(srcFile,destFile);
}

其实,通过上面的代码,我们已经揭示了Java NIO的3个核心概念中的2个:缓冲区与通道

以前,对于传统IO,我们面对的是流,操作的是一个个字节,而NIO,我们面对的是缓冲区,操作的将是一个个块。

具体来说,是这样的:

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