NIO 类的基本用法 --《JAVA编程思想》79

JDK 1.4 引入了 java.nio.* 新类库提升 I/O 读写速度， 效率的提升主要得益于 nio 类库中采用的数据结构更接近于操作系统执行 I/O 的方式：通道和缓冲器。

通道作为数据仓库，缓冲器作为搬运工，在通道内对数据进行读写操作，我们只操作缓冲器，不直接与通道产生联系。

1.创建通道

下面先来看个简单的示例：

FileOutputStream、RandomAccessFile、FileInputStream 分别对应只写通道、读写通道、读通道的获取方式；

FileChannel 中只能写入字节，读取的时候也是如此，无法直接读取字符；

需要注意的是，调用 FileChannel 中的 read() 方法后，必须调用 flip() 方法将 ByteBuffer 中的指针移动至头部（read() 方法调用后，指针会移动至尾部），否则无法读取出数据；

allocate() 用于创建指定大小的缓冲区，单位为字节;

使用通道和缓冲器进行读写的效率会显著高于普通的 I/O 类，感兴趣的朋友可以自行测试；

public class GetChannel {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //获取通道
        FileChannel fc = new FileOutputStream("D:\\test\\a.txt").getChannel();
        //缓冲器写入
        fc.write(ByteBuffer.wrap("some txt ".getBytes()));
        fc.close();
        fc = new RandomAccessFile("D:\\test\\a.txt", "rw").getChannel();
        //指定写入起始位置
        fc.position(fc.size());
        fc.write(ByteBuffer.wrap("some more ".getBytes()));
        fc.close();
        fc = new FileInputStream("D:\\test\\a.txt").getChannel();
        //创建指定大小的缓冲器
        ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
        fc.read(buff);
        //必须执行，将缓冲区的指针移动至头部
        buff.flip();
        //使用迭代器遍历，类似Iterator的hasNext()
        while (buff.hasRemaining()) System.out.print((char) buff.get());
    }
    
}

some txt some more 

2.快速复制

我们可以将一个通道与另外一个通道直接相连，从而达到快速复制的效果，具体操作如下：

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileChannel in = new FileInputStream("D:\\test\\a.txt").getChannel(),
                out = new FileOutputStream("D:\\test\\b.txt").getChannel();
        in.transferTo(0,in.size(),out);
        //第二种方式
        //out.transferFrom(in, 0, in.size());
    }

in.transferTo() 的参数分别为：读取的起始位置、读取的长度、写入的通道；

也可以通过 out.transferFrom() 来实现相同的效果，其对应的参数为：读取的通道、读取的起始位置、读取的长度

3.编码解码

缓冲器内容纳的是普通字节，为了将它们转换成字符，需要在输入它们的时候进行编码，或者输出的时候进行解码，否则读取出来的字符会出现乱码现象；

3.1 编码

通过 ByteBuffer 写入的时候，指定字节数组的编码格式；

• 示例：

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileChannel out = new FileOutputStream("D:\\test\\a.txt").getChannel();
        //指定写入字节的编码格式
        out.write(ByteBuffer.wrap("富强 民主 文明 和谐 自由 平等 公正 法治 爱国 敬业 诚信 友善".getBytes("UTF-16BE")));
        out.close();
        FileChannel in = new FileInputStream("D:\\test\\a.txt").getChannel();
        ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
        in.read(buff);
        buff.flip();
        System.out.println(buff.asCharBuffer());
    }

富强 民主 文明 和谐 自由 平等 公正 法治 爱国 敬业 诚信 友善

3.2 解码

ByteBuffer 读取完成后，通过 Charset 类提供的方法对其进行解码操作；

• 示例：

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileChannel out = new FileOutputStream("D:\\test\\a.txt").getChannel();
        out.write(ByteBuffer.wrap("富强 民主 文明 和谐 自由 平等 公正 法治 爱国 敬业 诚信 友善".getBytes()));
        out.close();
        FileChannel in = new FileInputStream("D:\\test\\a.txt").getChannel();
        ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
        in.read(buff);
        buff.flip();
        //对缓冲器内的文本进行解码
        System.out.println(Charset.forName("UTF-8").decode(buff));
    }

富强 民主 文明 和谐 自由 平等 公正 法治 爱国 敬业 诚信 友善

4.获取基本类型

ByteBuffer 虽然只能保存字节类型的数据，但是它提供读取和写入各种基本类型的方法。

• 示例：
  ByteBuffer 提供 asCharBuffer()、asShortBuffer()、asIntBuffer() 等获取对应基本类型的视图，然后使用视图的 put() 方法插入数据，值得一提的是：ShortBuffer 的 put() 方法放入超过 short 最大上限的数值时，会进行窄化转换，导致结果会变更。

ByteBuffer.allocate(int capacity) 创建指定大小的缓冲区，并为每个位置的值自动置零，故可以通过判断当前位置是否为零得出其位置上有没有分配内容；

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //分配ByteBuffer的大小
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        //获取char类型的视图
        CharBuffer charBuffer = buffer.asCharBuffer();
        charBuffer.put("put char");
        char c;
        while ((c = buffer.getChar()) != 0) {
            System.out.print(c);
        }
        //重置读取位置，从0开始
        buffer.rewind();
        System.out.println();
        //获取short类型的视图
        ShortBuffer shortBuffer = buffer.asShortBuffer();
        short max = Short.MAX_VALUE;
        System.out.println("short max:" + max);
        shortBuffer.put((short) 471124);
        System.out.println(buffer.getShort());
        shortBuffer.put((short) 1234);
        System.out.println(buffer.getShort());
        buffer.rewind();
        //获取int类型的视图
        IntBuffer intBuffer = buffer.asIntBuffer();
        intBuffer.put(99471142);
        System.out.println(buffer.getInt());
        buffer.rewind();
    }

put char
short max:32767
12372
1234
99471142

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