java nio 基础

小咪咪 2023-10-17 13:33 81阅读 0赞

java nio 三大核心组件：

Buffers;

Channels;

Selectors;

Channels 和Buffers 的关系：

基本上，所有的 IO 在NIO 中都从一个Channel 开始。Channel 有点象流。 数据可以从Channel读到Buffer中，也可以从Buffer 写到Channel中。这里有个图示

![Center][]

JavaNio Channel通道实现类：

1、FileChannel 从文件中读取数据

2、DatagramChannel; UDP读取数据

3、SocketChannel; TCP读取数据

4、ServerSocketChannel; 结合SocketChannel 一起，进行TCP数据读取。

以上通过涵盖TCP 、UDP、网络IO和文件IO

JavaNio Buffer数据载体实现类：

1、ByteBuffer

2、CharBuffer

3、FloatBuffer

4、IntBuffer

5、LongBuffer

6、ShortBuffer

这些数据类型基本覆盖通过Java io发送的基础数据类型：byte、char、float、int、long、short.

java nio 拓展一个内存文件映射 MapperByteBuffer

Selector:

selector允许单线程处理多个Channel 通道，比如你创建的一个应用打开多个通道，但每个连接通道网络流量都很低时，select 使用就会很方便。

这是在一个单线程中使用一个Selector处理3个Channel的图示

![Center 1][]

要使用Selector，得向Selector注册Channel，然后调用它的select()方法。这个方法会一直阻塞到某个注册的通道有事件就绪。一旦这个方法返回，线程就可以处理这些事件，事件的例子有如新连接进来，数据接收等。

功能代码一:将数据读取到缓存中，并且输出内存缓存的内容。

package com.nio.one;
    
    import java.io.File;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.IOException;
    import java.nio.ByteBuffer;
    import java.nio.channels.FileChannel;
    
    public class FileNioRead {
    	private String path;
    
    	public FileNioRead(String path) {
    		this.path = path;
    	}
    
    	public String getPath() {
    		return path;
    	}
    
    	public void setPath(String path) {
    		this.path = path;
    	}
    	
    	//读取指定路径文件信息，到内存中，通过nio
    	public String getContent() throws IOException{
    		String content = "";
    		try {
    			//创建输入流通道FileChannel
    			FileInputStream in = new FileInputStream(new File(this.path));
    			FileChannel inChannel = in.getChannel();
    			//创建承接数据载体Buffer
    			ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    			
    			//判断数据是否读取完毕
    			while(true){			
    				//数据开始读取
    				int num = inChannel.read(buffer);
    				 //判断数据是否读取完毕  
    	            if (num == -1) {  
    	                break;  
    	            } 	            
    			}
    			//打印Buffer 对象信息
    			System.out.println("buffer.toString 方法:"+buffer.toString());
    			//暂时获取已经写入缓存的数据信息（文件内容）			
    			content = new String(buffer.array());
    			
    		
    			
    		} catch (FileNotFoundException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    			
    		}
    		
    		return content;
    	}
    
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		FileNioRead read = new FileNioRead("D:\\demo.txt");
    		try {
    			String context = read.getContent();
    			System.out.println("文件内容:"+context);
    		} catch (IOException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    
    }

功能二代码：实现两文件直接内容的copy

package com.nio.one;
    
    import java.io.File;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.nio.ByteBuffer;
    import java.nio.channels.FileChannel;
    
    public class FileCopyUtil {
    	private String to;
    	private String from;
    
    	public FileCopyUtil(String to, String from) {
    		this.to = to;
    		this.from = from;
    	}
    
    	public String getTo() {
    		return to;
    	}
    
    	public void setTo(String to) {
    		this.to = to;
    	}
    
    	public String getFrom() {
    		return from;
    	}
    
    	public boolean copy() throws Exception {
    		boolean target = false;
    		
    		FileInputStream in = new FileInputStream(new File(this.to));		
    		FileOutputStream out = new FileOutputStream(new File(this.from));
    		//获取文件读取通道
    		FileChannel inChannel = in.getChannel();
    		//获取文件写入通道
    		FileChannel outChannel = out.getChannel();
    		
            //定义缓存区大小
    		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    
    		while (true) {
    			// 清空缓存空间
    			buffer.clear();
    			//读取数据到缓存区
    			int num = inChannel.read(buffer);
    			if (num == -1) {
    				break;
    			}
    			//将buffer 指针指向头部
    			buffer.flip();
    			//将缓存数据写入通道
    			outChannel.write(buffer);
    		}
    		target = true;
    		return target;
    	}
    
    	public void setFrom(String from) {
    		this.from = from;
    	}
    
    	public static void main(String[] args) throws Exception {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		FileCopyUtil util = new FileCopyUtil("D:\\demo.txt", "D:\\one.txt");
    		boolean target = util.copy();
    		System.out.println("file copy is successful："+target);
    
    	}
    
    }

功能代码三：java udp 服务端和客户端实现。

服务端代码：

package com.nio.channel;
    
    import java.io.IOException;
    import java.net.InetSocketAddress;
    import java.nio.ByteBuffer;
    import java.nio.channels.DatagramChannel;
    import java.nio.charset.Charset;
    
    public class UDPServer {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		try {
    			// 打开数据包通道
    			DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();
    			// 获取与此通道关联的数据报套接字
    			channel.socket().bind(new InetSocketAddress(8888));
    			// 分配一个新的字节缓冲区。
    			ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    			// 判断数据包通道中是否存在数据
    			while (channel.receive(buffer) == null) {
    				try {
    					Thread.sleep(2000);
    				} catch (InterruptedException e) {
    					e.printStackTrace();
    				}
    			}
    			//反转此缓冲区(写模式---读模式)
    			buffer.flip();
    			//接受字符
    			String recStr =Charset.forName("UTF-8").newDecoder().decode(buffer).toString();
    			System.out.println(recStr);
    			channel.close();
    		} catch (IOException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    
    	}
    
    }

客户端代码:

package com.nio.channel;
    
    import java.io.IOException;
    import java.net.InetSocketAddress;
    import java.nio.ByteBuffer;
    import java.nio.channels.DatagramChannel;
    
    public class UDPClient {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		try {// 打开数据包通道
    			DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();
    			// 将 byte 数组写入缓冲区中
    			ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap("左青龙右白虎，南朱雀北玄武".getBytes("UTF-8"));
    			// 绑定与服务UDP通道关联的数据报套接字
    			channel.send(buffer, new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8888));
    			channel.close();
    		} catch (IOException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    
    	}
    
    }

java nio 功能的基础讲解就到这里。下一篇，我们将重点分析Buffer 接口的用法。

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