Java NIO學習篇之NIO的基本認識

定義：

NIO：是從jdk1.4提出的，本意是New IO（相對於傳統的IO），也叫 No Blocked IO（只相對於網絡IO），它的出現彌補傳統IO的不足，提出了更加高效的方式。

NIO對於網絡IO而言：

jdk1.4：採用了基於select/poll的多路複用IO模型。
jdk1.5及以上：採用了基於epoll的多路複用IO模型。

IO模型可查看：詳解Unix5種IO模型

NIO對於文件IO而言：

NIO對基於文件的IO還是阻塞模型的IO。只有基於網絡IO纔是非阻塞的。

NIO的新特性：

1. 基於通道（Channel）和緩衝區（Buffer）操作

• 通道（Channel）：一個新的、原始的IO抽象。
• 緩衝區支持（Buffer）：爲所有的原始類型提供緩衝區支持。也就是說NIO是強制基於通道和緩衝區操作的。
• 具體操作：數據從通道讀到緩衝區，數據從緩衝區寫入通道（用戶進程角度）。

2. 非阻塞（針對網絡IO）

• 提供多路複用、非阻塞的IO操作，即當前線程從通道讀取數組到緩衝區時，或者把緩衝區數據寫入到通道時，線程依然可以進行其他事情。

3. 選擇器（selectors）（針對網絡IO）

• 用戶監聽多個通道的事件，如：連接打開，數據到達等，單個線程可監聽多個數據通道。

4. 其他

• 提供字符集編碼、解碼解決方案：java.nio.Charset。
• 支持鎖和內存映射文件的文件訪問接口。
• …

核心組件：

• 通道（Channel）：Java NIO的數據來源，可以是網絡，也可以是本地磁盤。表示打開到IO設備（文件、套接字）的連接。
• 緩衝區（Buffer）：數據讀寫的中轉區。用於容納數據。
• 選擇器（Selectors）：異步IO的核心類，可以實現異步非阻塞IO，一個Selectors可以管理多個通道Channel。

一個複製文件的小demo：

/**
 * @author YeHaocong
 * @decription 一個NIO的Demo，完成對文件的複製
 * @Date 2020/5/18 18:52
 */

public class NIOFirstDemo {

    public static void main(String[] args) {

        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test_nio1.txt");
             FileOutputStream fos  = new FileOutputStream("test_nio1_cp.txt")){

            //獲取通道，連接源節點和目標節點，通道本身不存儲任何數據，因此需要緩衝區配合傳輸。
            FileChannel fisChannel = fis.getChannel();
            //獲取通道，連接源節點和目標節點，通道本身不存儲任何數據，因此需要緩衝區配合傳輸。
            FileChannel fosChannel = fos.getChannel();

            //創建緩衝區，並分配1024字節。

            ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);

            //把文件的數據通過通道傳輸寫到ByteBuffer緩衝區中
            fisChannel.read(byteBuffer);

            //把緩衝區該爲讀模式。
            byteBuffer.flip();

            //讀取byteBuffer裏面的數據通過輸出流通道寫到文件中
            fosChannel.write(byteBuffer);

            //清空緩衝區
            byteBuffer.clear();
			//關閉通道與流
            fisChannel.close();
            fosChannel.close();
            fis.close();
            fos.close();
        }catch (IOException e){

        }
    }
}

IO和NIO的區別：

類型	面向操作域	處理數據	IO阻塞/非阻塞（基於網絡IO）
Java IO	可以面向緩衝區，也可以直接面向數據源，使用流進行傳輸	沒有緩衝區的話是直接讀取字節或者字符，並且無法前後移動數據流中的數據	阻塞：當一個線程在讀/寫時，當數據完全被讀取/寫入或者數據沒有準備好時，線程不能做其他任務，只能一直阻塞等待，知道數據準備好後才能繼續。
Java NIO	強制通道和緩衝區	先讀取數據到緩衝區，並且可以前後移動數據量中的數據	非阻塞：當一個線程在讀/寫時，當數據完全被讀取/寫入或者數據沒有準備好時，線程可以做其他任務（控制其他通道），知道數據準備好後再切換回該通道。繼續讀取、寫入。