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Java培训实战教程之JavaNIO

更新时间:2015年12月29日13时23分 来源:乐鱼播客Java培训学院 浏览次数:

Java中的I/O流或者输入/输出流是指数据在本地文件或网络中以流的方式进行传输。新的输入/输出(NIO)库是在JDK1.4版本中引入的。NIO弥补了原来的I/O的不足，它在标准Java代码中提供了高速的、面向块的I/O。
原来的I/O库与NIO最重要的区别是数据打包和传输方式的不同，原来的I/O以流的方式处理数据，而NIO以块的方式处理数据。
面向流的I/O系统一次一个字节地处理数据。一个输入流读取一个字节的数据，一个输出流写出一个字节的数据，为流式数据创建过滤器非常容易。链接几个过滤器，以便每个过滤器只负责单个复杂处理机制的一部分，这样也是相对简单的。不利的一面是，面向流的I/O通常相当慢。
NIO与原来的I/O有同样的作用和目的，但是它使用块I/O的处理方式。每一个操作都在一步中读取或者写出一个数据块。按块处理数据比按流式的字节处理数据要快很多。但是面向块的I/O缺少一些面向流的I/O所具有的优雅性和简单性。
下面我们从一个简单的使用IO和NIO读取一个文件中的内容为例，进行NIO的学习。
/**
 * 使用IO读取指定文件的前1024个字节的内容
 * @param file 指定文件名称
 * @throws java.io.IOException IO异常
 */
public void ioRead(String file) throws IOException {
FileInputStream in = new FileInputStream(file);
byte[] b = new byte[1024];
in.read( b );
System.out.println(new String(b));
}
 
/**
 * 使用NIO读取指定文件的前1024个字节的内容
 * @param file 指定文件名称
 * @throws java.io.IOException IO异常
 */
public void nioRead(Stirng file) thorws IOException {
FileInputStream in = new FileInputStream(file);
FileChannel channel = in.getChanel();
 
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
channel.read( buffer );
byte[] b = buffer.array();
System.out.println( new String( b ));
}
通道和缓冲区是NIO中的核心对象，几乎在每一个I/O操作中都要使用它们。
缓冲区(Buffer)实质上是一个容器对象，它包含一些要写入或者刚读出的数据。在NIO中加入Buffer对象，体现了新库与原I/O的一个重要区别。
在面向流的I/O中，将数据直接写入或者将数据直接读到Stream对象中。
在NIO库中，所有数据都是用缓冲区处理的。在读取数据时，它是直接读到缓冲区中的。在写入数据时，它是写入到缓冲区中的。任何时候访问NIO中的数据，都是将它放到缓冲区中。
缓冲区实质上是一个数组。通常它是一个字节数组，但是也可以使用其他种类的数组。但是一个缓冲区不仅仅是一个数组。缓冲区提供了对数据的结构化访问，而且还可以跟踪系统的读/写进程。最常用的缓冲区类型是ByteBuffer。 一个ByteBuffer可以在其底层字节数组上进行get/set操作(即字节的获取和设置)。
通道(Channel)是对原I/O包中的流的模拟，可以通过它读取和写入数据。拿NIO与原来的I/O做个比较，通道就像是流。
正如前面提到的，所有数据都通过Buffer对象来处理。永远不会将字节直接写入通道中，相反，而会将数据写入包含一个或者多个字节的缓冲区。同样，不会直接从通道中读取字节，而是将数据从通道读入缓冲区，再从缓冲区获取这个字节。
通道与流的不同之处在于通道是双向的。而流只是在一个方向上移动(一个流必须是
InputStream或者OutputStream的子类)， 而通道可以用于读、写或者同时用于读写。
读和写是I/O的基本过程。从一个通道中读取很简单：只需创建一个缓冲区，然后让通道将数据读到这个缓冲区中。写入也相当简单：创建一个缓冲区，用数据填充它，然后让通 道用这些数据来执行写入操作。
如果使用原来的I/O，那么我们只需创建一个FileInputStream并从它那里读取。而在NIO中，情况稍有不同：我们首先从FileInputStream获取一个FileChannel对象，然后使用这个通道来读取数据。
在NIO系统中，任何时候执行一个读操作，都是从通道中读�。遣皇侵苯哟油ǖ蓝寥�。因为所有数据最终都驻留在缓冲区中，所以是从通道读到缓冲区中。
现在，让我们看一下NIO基本读写数据的过程。
在NIO中读取文件涉及的三个步骤：
// 第一步是获取通道。我们从 FileInputStream 获取通道：
FileInputStream fin = new FileInputStream( "readandshow.txt" );
FileChannel fc = fin.getChannel();
// 下一步是创建缓冲区：
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 1024 );
// 最后，需要将数据从通道读到缓冲区中：
fc.read( buffer );
在 NIO 中写入文件类似于从文件中读取
// 首先从 FileOutputStream 获取一个通道：
FileOutputStream fout = new FileOutputStream( "writesomebytes.txt" );
FileChannel fc = fout.getChannel();
// 下一步是创建一个缓冲区并在其中放入一些数据，这里，用data来表示一个持有数据的数组。
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 1024 );
for (int i=0; i<data.length; ++i) {
buffer.put( data[i] );
}
buffer.flip();
// 最后一步是写入缓冲区中：
fc.write( buffer );
下面使用NIO进行读写结合，将一个文件的所有内容拷贝到另一个文件中
/**
 * 将一个文件的所有内容拷贝到另一个文件中。
 * 执行三个基本操作:
 *     首先创建一个 Buffer
 *     然后从源文件中将数据读到这个缓冲区中
 *     最后将缓冲区写入目标文件
 *     程序不断重复(读、写、读、写) 直到源文件结束
 */
public static void main(String[] args) throws Exception {
    String infile = "C:\\copy.sql";String outfile = "C:\\copy.txt";
    // 获取源文件和目标文件的输入输出流
    FileInputStream fin = new FileInputStream(infile);
    FileOutputStream fout = new FileOutputStream(outfile);
    // 获取输入输出通道
FileChannel fcin = fin.getChannel();
FileChannel fcout = fout.getChannel();
    // 创建缓冲区
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    while (true) {
        // clear方法，重设缓冲区，使它可以接受读入的数据
        buffer.clear();
        // 从输入通道中将数据读到缓冲区
        int r = fcin.read(buffer);
        // read方法，返回读取的字节数，可能为零，如果该通道已到达流的末尾则返回-1
        if (r == -1) {
            break;
        }
        // flip方法，让缓冲区可以将新读入的数据，写入到另一个通道中
        buffer.flip();
        // 从输出通道中将数据写入缓冲区
        fcout.write(buffer);
}
}
通过以上的介绍，我们懂得了什么是NIO，了解了NIO与IO的区别，以及如何通过NIO进行文件的基本读写操作。若您对NIO感兴趣，还可以进行更深入的学习了解。


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作者：乐鱼播客Java培训学院
首发：http://www.itcast.cn/javaee 
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