Java NIO流

最新推荐文章于 2025-06-09 09:02:14 发布

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对于JavaNIO还是不是很了解，之前认为NIO的N是non-block IO的意思，非阻塞；但是原来是New IO的意思。这个新表示的是和原来的BIO而言是一种新的IO吧。NIO的主要特性就是缓冲区，通道，和选择器（这个可能不是）。

Java在JDK1.4版本呢，引入了NIO这个新的api。Sun公司官方说明NIO的特性如下：

1. 为所有的原始类型提供了（Buffer）缓存支持；

2. 字符集编码解码解决方案

3. Channel（通道）：一个新的原始I/O抽象；

4. 支持锁和内存映射文件的文件访问接口；

5. 提供多路（non-blocking）非阻塞式的高伸缩网络I/O。

对于上面的特性，我是不大了解的。不过，不影响，我们继续介绍。

NIO创建的目的是，实现高速的I/O，而无需编写自定义的本机代码。

那NIO大概是怎么做到的呢？它将最耗时的I/O操作转回操作系统，因而可以极大的提高速度。而最耗时的I/O操作是填充和提取缓冲区。

原来的io和现在NIO最重要的区别就是，数据打包和传输的方式。以前是以流，现在是以块的方式处理数据。

之前用流的方式呢，只能一次一个字节的处理数据。一个输入流产生一个字节的数据，而一个输出流则消耗一个字节的数据。这样的好处是，创建过滤器特别容易，可以创建多个过滤器，每个过滤器处理只处理一部分的数据。坏处就是，比较慢。

而NIO用块的方式呢，可以一次一个块的处理数据。每一步的操作都在产生或者消耗一个块，好处是相对于流快得多，坏处是，不够优雅和简单。

缓冲区

然后开始介绍缓冲区，缓冲区就是上面介绍到的NIO的特性第一条，为所有的原始数据都提供了Buffer缓存的支持。它主要是将所有的原始数据放在数组中，以块的形式处理。

而每种缓冲区的类都有四个属性：容量（Capacity），上界（Limit），位置（Position），以及标记（Mark），用于提供关于其所包含的数据元素的信息。

容量：缓冲区能够容纳的数据元素的最大数量，缓冲区创建时确定，永远不能被改变；

上界：缓冲区第一个不能被读或写的元素，或者说，缓冲区现存元素的计数。

位置：下一个要被读或写的元素的索引。该值会自动由相应的get(),put()函数更新；

标记：一个备忘的位置。调用mark()来设定mark=position。调用reset()来设定position = mark；标记在设定前是未定义的undefined。

缓冲区的分类有，ByteBuffer（字节缓冲区），CharBuffer（字符缓冲区），ShortBuffer（短整型缓冲区），IntBuffer（整型缓冲区），LongBuffer（长整型缓冲区），FloatBuffer（单精度浮点缓冲区），DoubleBuffer（双精度浮点缓冲区），就是没有布尔缓冲区。

他们都是抽象类，所以不能实例化，然后他们都继承了Buffer类，所以都有存get(），取set()方法，也都可以通过各自的静态方法allocation，创建缓冲区。该方法是通过warpping将现有的数组包装到缓冲区中来为缓冲区的内容分配空间，或者通过创建现有字节缓冲区的视图来创建。

下面这是一个简单的实例，从上到下，创建一个整型的缓冲区，然后将现有的数组放到该缓冲区中。可以通过put改变数组中的数据，并且由于缓冲区中的数据对数组是可见的，所以改变缓冲区也会改变数据，可以认为是传引用。flip()，由于get()每调用一次，position位置都会改变，本来pos会等于3的，而用flip可以让pos变为0;clear()效果也一样。而duplicate()可以复制一个缓冲区，一模一样，也是传引用，修改哪个都会影响到另一个。

import java.nio.IntBuffer;
import java.util.Arrays;

/**
 * Created by liuyanling on 2017/6/30.
 */
public class BufferTest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建缓冲区，并指定大小
        IntBuffer  intBuffer = IntBuffer.allocate(10);

        //给缓冲区赋值,建立数组
        int[] intArray = new int[]{3,5,7};
        intBuffer = intBuffer.wrap(intArray);


        //修改元素
        intBuffer.put(0,9);

        //打印缓冲区数据
        for(int i=0;i<intBuffer.limit();i++) {
           System.out.print(intBuffer.get()+"\t");
           //System.out.print(intBuffer+"\t"); //
        }

        System.out.println("\n缓冲区的数据对数组是可见的,修改视图,数组中的数据也会变;传引用");
        //打印原始数组
        Arrays.stream(intArray).forEach(temp-> System.out.print(temp+"\t"));


        //intBuffer.flip();//get()会使pos改变,对缓冲区进行反转,将limit=pos;pos=0; (将当前位置给limit,然后变为0)
        intBuffer.clear();
        System.out.println(intBuffer);

        IntBuffer intBuffer2 = intBuffer.duplicate();
        System.out.println(intBuffer2);

        intBuffer2.put(0,11);

        //0 <= mark <= position <= limit <= capacity

        //打印缓冲区数据
        for(int i=0;i<intBuffer.limit();i++) {
            System.out.print(intBuffer.get()+"\t");
        }

        System.out.println("\n复制的缓冲区对原来的缓冲区也是可见的;传引用");
        //打印原始数组
        for(int i=0;i<intBuffer2.limit();i++) {
            System.out.print(intBuffer2.get()+"\t");
        }
    }
}

结果是这样

9	5	7	
缓冲区的数据对数组是可见的,修改视图,数组中的数据也会变;传引用
9	5	7	java.nio.HeapIntBuffer[pos=0 lim=3 cap=3]
java.nio.HeapIntBuffer[pos=0 lim=3 cap=3]
11	5	7	
复制的缓冲区对原来的缓冲区也是可见的;传引用
11	5	7

未完待续！