Java NIO 简介

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：

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：

读取输入，比如读取文件，那么应该通过FileInputStream/RandomAccessFile进行获取通道；创建缓冲区buffer；然后调用通道的read操作，将数据读入buffer。写操作，则相反。

上面代码中，调用了buffer的2个重要方法:flip()/clear()，他们是干嘛的呢？

直接看源码：

? ? public final Buffer flip() {
? ? ? ? limit = position;
? ? ? ? position = 0;
? ? ? ? mark = -1;
? ? ? ? return this;
? ? }

flip并没有做什么，只是将limit的位置设置为position，而position的位置回到0

? public final Buffer clear() {
? ? ? ? position = 0;
? ? ? ? limit = capacity;
? ? ? ? mark = -1;
? ? ? ? return this;
? ? }