Java NIO -2

NIO

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操作系统与 Java 基于流的 I/O模型有些不匹配。操作系统要移动的是大块数据（缓冲区），这往往是在硬件直接存储器存取（ DMA）的协助下完成的。而 JVM 的 I/O 类喜欢操作小块数据——单个字节、几行文本。结果，操作系统送来整缓冲区的数据， java.io 的流数据类再花大量时间把它们拆成小块，往往拷贝一个小块就要往返于几层对象。操作系统喜欢整卡车地运来数据， java.io 类则喜欢一铲子一铲子地加工数据。有了 NIO，就可以轻松地把一卡车数据备份到您能直接使用的地方（ ByteBuffer 对象）。但是Java里的RandomAccessFile类是比较接近操作系统的方式。

 

Java NIO主要依赖的组件有三个：缓冲区Buffer、通道Channel和选择器Selector。

 

2.1 缓冲区（Buffer）

Buffer家族主要有这么些个成员，根据类名也大概能猜到它们的用处，用的最多的是ByteBuffer，在下面的例子中也会主要用到它。

2.1.1 缓冲区属性

容量（capacity）：缓冲区的最大大小

上界（limit）：缓冲区当前的大小

位置（position）：下一个要读写的位置，由get()和put()更新

标记（mark）:备忘位置，由mark()来指定mark = position，由reset()来指定position=mark

它们之间的大小关系：

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

 

Buffer/ ByteBuffer 源代码

public final int remaining()
{
return this.limit - this.position;
}

 

public final boolean hasRemaining()
{
return this.position < this.limit;
}

 

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

 

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

2.2 通道（Channel）

开始我不是很理解Channel这个东西为什么要存在，看了书才慢慢明白，缓冲区为我们装载了数据，但是数据的写入和读取并不能直接进行read()和write()这样的系统调用，而是JVM为我们提供了一层对系统调用的封装。而Channel可以用最小的开销来访问操作系统本身的IO服务，这就是为什么要有Channel的原因。

2.2.2.1 打开

FileChannel只能通过工厂方法来实例化，那就是调用RandomAccessFile、FileInputStream和FileOutputStream的getChannel()方法。如：

RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("a.txt", "r");
FileChannel fc = file.getChannel();

 

 
读取文件的整个过程相比原生的I/O方法还是略显麻烦，但是我们如果把数据看成一堆煤矿，把ByteBuffer看成装煤的矿车，而FileChannel看成是运煤的矿道，那么上面的过程就演变成了：先打通一条矿道，然后把煤矿装在小车里运出来。形象的记忆更利于理解这个过程。

 

 同样考虑一下形象化的过程：我们首先把煤矿装入小车(buffer.put())，并打开一条通往矿山的矿道(FileOutputStream.getChannel())，接着把煤矿运输进去(FileChannel.write(buffer))。还是很容易理解的吧