java nio剖析

java nio剖析

 

java nio
的全称是
java new I/O
,即一个全新的
I/O
控制系统,它的
API
的包名为
java.nio
,是在
jdk1.4
后引入的。
nio
之所以为为新,在于它并没在原来
I/O
的基础上进行开发,而是提供了全新的类和接口,除了原来的基本功能之外,它还提供了以下新的特征:
       
 
多路选择的非封锁式
I/O
设施
        

支持文件锁和内存映射
       

支持基于
Perl
风格正则表达式的模式匹配设施
       

字符集编码器和译码器
       
为了支持这些新的功能,
nio
使用了两个新的概念:
          1.
信道
(channel)
              
信道是一个连接,可用于接收或发送数据,如文件和套接字。因为信道连接的是底层的物理设备,他可以直接支持设备的读
/
写,或提供文件锁。对于文件、管道、套接字都存在相应的信道类。可以把信道看成是数据流的替代品。信道没有包装类,提高了性能。
            
所有的信道类都位于
java.nio.channels
包中。
         2.
缓冲区
(buffer)
              
缓冲区是一个数据容器。可以把它看做内存中的一个大的数组,用来存储来自信道的同一类型的所有数据,因此,程序员可以使用字节、字符、整数等缓冲区。字节缓冲区提供必要的方法,可以提取或存入所有基本类型
(boolean
型除外
)
的数据。 
              buffer
类的核心是一块内存区,便于核心代码和
java
代码同时访问,核心代码可以直接访问它,
java
代码可以通过
API
访问它。
            
缓冲区基本上是一块内存区域,因而可以执行一些与内存有关的操作,如清除其中的内容,支持读写或只读操作等。
            
所有的
buffer
类都位于
java.nio
包中。
       
下面看如何使用它们:
1.     
使用信道
在信道的使用中,文件的信道是最具有代表性的,
API
也是最多的,下面我们以文件信道为例介绍它。
    
获取文件信道
文件的信道的类为FileChannel,遗憾的是他并没有向我们提供打开文件的方法,我们可以通过调用FileInputStream、FileOutputStream和RandomAccessFile类实例的getChannel()方法来获取其实例。例如:
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(“data.txt”, “rw”);
FileChannel fc = raf.getChannel();
请注意,这里打开文件的方式如”rw”将适用于文件信道,FileInputStream实例的getChannel()方法所获得的通道将允许进行读取操作。通过FileOutputStream的getChannel方法所获得的通道将允许进行写入操作。最后,如果使用模式
"r" 创建 RandomAccessFil的实例,则通过该实例的getChannel()方法所获得的通道将允许进行读取操作,如果使用模式
"rw" 创建实例,则获得的通道将允许进行读取和写入操作。

    从信道读取数据
读取的数据会默认放到字节缓冲区中。
FileChannel提供了四个API读取数据:
a.
   
read(ByteBuffer dst) 将字节序列从此通道读入给定的缓冲区
b.  
read(ByteBuffer[] dsts) 将字节序列从此通道读入给定的缓冲区
c.   
read(ByteBuffer[] dsts, int offset, int length)

          将字节序列从此通道读入给定缓冲区的子序列中
d.   
read(ByteBuffer dst, long position)

          从给定的文件位置开始,从此通道读取字节序列,并写入给定的缓冲区
   
向信道写入数据
数据来源默认是字节缓冲区。
FileChannel
提供了四个
API
写入数据:
a.
write(ByteBuffer src)

          将字节序列从给定的缓冲区写入此通道
b.
write(ByteBuffer[] srcs)

          将字节序列从给定的缓冲区写入此通道
c.
write(ByteBuffer[] srcs, int offset, int length)

          将字节序列从给定缓冲区的子序列写入此通道
d.
write(ByteBuffer src, long position)

          从给定的文件位置开始,将字节序列从给定缓冲区写入此通道
          
 
● 使用文件锁
              
文件锁机制主要是在多线程同时读写某个文件资源时使用。
               FileChannel
提供了两种加锁机制,lock和tryLock,两者的区别在于,lock是同步的,
               直至成功才返回,tryLock是异步的,无论成不成功都会立即返回。
           
● 使用内存映射

                 FileChannel
提供的的
API
为:
                 MappedByteBuffer
map(FileChannel.MapMode mode,   long position, long size);
                      映射模式一个有三种:
                      a.只读: 试图修改得到的缓冲区将导致抛出
ReadOnlyBufferException
.(MapMode.READ_ONLY)
          b.读 /写
对得到的缓冲区的更改最终将传播到文件;该更改对映射到同一文件的其他程序不一定是可见的。 (
MapMode.READ_WRITE)
                      c.专用
对得到的缓冲区的更改不会传播到文件,并且该更改对映射到同一文件的其他程序也不是可见的;相反,会创建缓冲区已修改部分的专用副本。 (
MapMode.PRIVATE)
2.      使用缓冲区
     层次结构
所有缓冲区的基类都是Buffer,Boolean类型外,其它数据类型都有对应的缓冲区类,
另有一个ByteOrder类,用来设置缓冲区的大小端顺序,即BigEndian或者是LittleEndian
默认情况下是BigEndian。其层次结构图如下:
java nio剖析
     获取缓冲区对象
一共有两种类型的缓冲区,直接缓冲区和非直接缓冲区,两者区别在于直接缓冲区上的数据操作,
虚拟机将尽量使用本机I/O,并尽量避免使用中间缓冲区。判断一个缓冲区是否是直接缓冲区,
可以调用isDirect()方法。
有三种方式来获取一个缓冲区的对象:
a.      调用allocate()或者allocateDirect()方法直接分配,其中allocateDirect()
返回的是直接缓冲区。
b.      包装一个数组,如:
byte[] b = new byte[1024];
ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(b);
c.       内存映射,即调用FileChannelmap()方法。
     缓冲区基本属性
这几个属性是每个缓冲区都有的并且是常用的操作。
a.     容量(capacity),缓冲区大小
b.      限制(limit),第一个不应被读取或写入的字节的索引,总是小于容量。
c.       位置(position),下一个被读取或写入的字节的索引,总是小于限制。
d.      clear()方法:设置limit为capacity,position为0。
e.      filp()方法:设置limit为当前position,然后设置position为0。
f.        rewind()方法:保持limit不变,设置position为0。
     缓冲区数据操作
操作包括了读取和写入数据两种。
读取数据使用get()及其系列方法,除boolean外,每一种类型包括了对应的get()方法,
如getInt(),getChar()等,get()方法用来读取字节,支持相对和绝对索引两种方式。
写入数据使用put()及其系列方法,和get()方法是对应的。
           下面这个例子演示了如何使用缓冲区和信道:

  
  
java nio剖析 package  nio;
java nio剖析
java nio剖析
import  java.io.FileInputStream;
java nio剖析
import  java.io.FileOutputStream;
java nio剖析
import  java.nio.ByteBuffer;
java nio剖析
import  java.nio.channels.FileChannel;
java nio剖析
java nio剖析
public   class  BufferDemo  {
java nio剖析
java nio剖析    
java nio剖析    
public static void main(String[] args) throws Exception{
java nio剖析        
//分配一个非直接缓冲区
java nio剖析
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(100);
java nio剖析        
//向缓冲区写入0到100的字节制
java nio剖析
        for(int i = 0; i <100; i++){
java nio剖析            
byte b = (byte) (Math.random() * 100);
java nio剖析            bb.put(b);
java nio剖析        }

java nio剖析        
java nio剖析        System.out.println(
"写入文件前的缓冲区数据");
java nio剖析        bb.flip();
java nio剖析        
while(bb.hasRemaining())
java nio剖析            System.out.print(bb.get() 
+ " ");
java nio剖析        System.out.println();
java nio剖析        
java nio剖析        
//获取一个关联到文件buffer.txt的信道
java nio剖析
        FileChannel fc = new FileOutputStream("buffer.txt").getChannel();
java nio剖析        
//将缓冲区数据写到文件中
java nio剖析
        bb.flip();
java nio剖析        fc.write(bb);
java nio剖析        
//防止缓存
java nio剖析
        fc.force(true);
java nio剖析        
//关闭信道
java nio剖析
        fc.close();
java nio剖析        bb 
= null;
java nio剖析        fc 
= null;
java nio剖析        
java nio剖析        
//下面从文件中读取数据
java nio剖析
        fc = new FileInputStream("buffer.txt").getChannel();
java nio剖析        ByteBuffer bb2 
= ByteBuffer.allocate((int) fc.size());
java nio剖析        fc.read(bb2);
java nio剖析        System.out.println(
"从文件读取的缓冲区数据");
java nio剖析        bb2.flip();
java nio剖析        
while(bb2.hasRemaining())
java nio剖析            System.out.print(bb2.get() 
+ " ");
java nio剖析        System.out.println();
java nio剖析        fc.close();
java nio剖析        bb2 
= null;
java nio剖析        fc 
= null;
java nio剖析        
java nio剖析
java nio剖析    }

java nio剖析
java nio剖析}

java nio剖析
         3.视图缓冲区
         上面我们的缓冲区都是基于字节的,像IntBuffer、LongBuffer等这些都可以调用ByteBuffer的
         as***Buffer(***表示某个数据类型)得到,所以这种类型的缓冲区又被称为视图缓冲区(View Buffer),
       视图缓冲区有以下特点:
a.     视图缓冲区有自己独立的position和limit,但它不是一个新的创建,只是原来字节缓冲区的一个逻辑缓冲区,字节缓冲区的任何修改都会影响视图缓冲区,反之亦然。
b.      视图缓冲区按照数据类型的大小进行索引,而不是字节顺序。
c.       也提供了put()和get()及其系列方法,用于数据的整块传输。
       下面这个例子演示了视图缓冲区:

  
  
java nio剖析 package  nio;
java nio剖析
java nio剖析
import  java.io.FileInputStream;
java nio剖析
import  java.nio.ByteBuffer;
java nio剖析
import  java.nio.IntBuffer;
java nio剖析
import  java.nio.channels.FileChannel;
java nio剖析
java nio剖析
public   class  ViewBufferDemo  {
java nio剖析
java nio剖析    
public static void main(String[] args) throws Exception{
java nio剖析        
java nio剖析        
//将文件内容读到缓冲区中
java nio剖析
        FileChannel fc = new FileInputStream("buffer.txt").getChannel();
java nio剖析        ByteBuffer bb 
= ByteBuffer.allocate((int) fc.size());
java nio剖析        fc.read(bb);
java nio剖析        fc.close();
java nio剖析        fc 
= null;
java nio剖析        
java nio剖析        System.out.println(
"从文件读取的字节缓冲区数据");
java nio剖析        bb.flip();
java nio剖析        
while(bb.hasRemaining())
java nio剖析            System.out.print(bb.get() 
+ " ");
java nio剖析        System.out.println();
java nio剖析        
java nio剖析        
//获取视图缓冲区
java nio剖析
        bb.flip();
java nio剖析        IntBuffer ib 
= bb.asIntBuffer();
java nio剖析        System.out.println(
"将字节缓冲区作为整形缓冲区的数据");
java nio剖析        
while(ib.hasRemaining())
java nio剖析            System.out.print(ib.get() 
+ " ");
java nio剖析        System.out.println();
java nio剖析        
java nio剖析        bb 
= null;
java nio剖析        ib 
= null;
java nio剖析        
java nio剖析    }

java nio剖析
java nio剖析}

java nio剖析
       4.映射内存缓冲区
         调用信道的map()方法后,即可将文件的某一部分或全部映射到内存中,映射内存缓冲区是一
         个直接缓冲区,继承自ByteBuffer,但相对于ByteBuffer,它有更多的优点:
a.     内存映射I/O是对信道/缓冲区技术的改进。 当传输大量的数据时,内存映射I/O
速度相对较快,这是因为它使用虚拟内存把文件传输到进程的地址空间中。
b.      映射内存也成为共享内存,因此可以用于相关进程(均映射同一文件)之间的整块数据
传输,这些进程甚至可以不必位于同一系统上,只要每个都可以访问同一文件即可。
c.       当对FileChannel执行映射操作,把文件映射到内存中时,得到的是一个连接到文件的
映射的字节缓冲区,这种映射的结果是,当输出缓冲区的内容时,数据将出现在文件中,
当读入缓冲区时,相当于得到文件中的数据。
        下面这个例子演示了映射内存:

  
  
java nio剖析 package  nio;
java nio剖析
java nio剖析
import  java.io.FileInputStream;
java nio剖析
import  java.io.FileOutputStream;
java nio剖析
import  java.nio.MappedByteBuffer;
java nio剖析
import  java.nio.channels.FileChannel;
java nio剖析
java nio剖析
public   class  CopyFile  {
java nio剖析
java nio剖析    
public static void main(String[] args) throws Exception {
java nio剖析
java nio剖析        FileChannel fIChan, fOChan;
java nio剖析        MappedByteBuffer mBuf;
java nio剖析
java nio剖析        fIChan 
= new FileInputStream("buffer.txt").getChannel();
java nio剖析        fOChan 
= new FileOutputStream("bufferTemp.txt").getChannel();
java nio剖析
java nio剖析        mBuf 
= fIChan.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, fIChan.size());
java nio剖析
java nio剖析        fOChan.write(mBuf);
java nio剖析
java nio剖析        fIChan.close();
java nio剖析        fOChan.close();
java nio剖析        
java nio剖析        fIChan 
= null;
java nio剖析        fOChan 
= null;
java nio剖析        mBuf 
= null;
java nio剖析
java nio剖析    }

java nio剖析
java nio剖析}

java nio剖析

 

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-用户IM,转载请注明出处:https://javaforall.cn/100528.html原文链接:https://javaforall.cn

【正版授权,激活自己账号】: Jetbrains全家桶Ide使用,1年售后保障,每天仅需1毛

【官方授权 正版激活】: 官方授权 正版激活 支持Jetbrains家族下所有IDE 使用个人JB账号...

(0)


相关推荐

  • 素数算法总结

    素数算法总结素数算法总结转载自:_Wilbert在平时做题目或者进行预算的时候,素数的出现次数总是十分频繁。今天我们就来一点一点的说一说关于素数的一些算法。素数算法总结朴素判断素数算法Miller_Rabin素性测试筛选法容斥原理Meissel-Lehmer算法朴素判断素数算法就判断素数而言,事实上是非常简单的了。根据定义,判断一个整数n是否是素数,只需要去判断在整数区间[2,n-1]之内

  • Linux之旅(1): diff, patch和quilt (下)

    Linux之旅(1): diff, patch和quilt (下)

  • [计算机网络]RJ45直通线和交叉线的连接方式和设备类型解析

    [计算机网络]RJ45直通线和交叉线的连接方式和设备类型解析本文将讨论网线的组成,他们的连接方式,以及为啥连接同类型的设备要用交叉线,不同的设备用直通线以及早起交换机阵脚是反的原因

  • c#FileStream文件读写「建议收藏」

    c#FileStream文件读写「建议收藏」//C#文件流写文件,默认追加FileMode.Append stringmsg="okffffffffffffffff";byte[]myByte=System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(msg);using(FileStreamfsWrite=newFileStream(@"D:\1.txt",FileMode.Append)){…

  • 什么是软连接,软连接的作用[通俗易懂]

    什么是软连接,软连接的作用[通俗易懂]什么是软连接,其实就是别名,简单的理解就是相当于windows的快捷方式。ln-s/opt/dir/tmp/ddd命令行格式如下:ln-s源目录目标软连接进入软连接cd/opt/dir实际上ddd这个软连接就相当于/opt/dir了…

  • 移动端App开发流程管理

    移动端App开发流程管理前言刚刚做完一个项目,值得总结,在此记录一下。   欢迎加入学习小组QQ群: 156958554。项目流程一款应用的开发大体流程如下:1、项目立项:产品经理2、需求确认:产品经理(业务逻辑说明文档)3、业务确认:产品经理,技术经理,架构师4、业务架构:技术经理,架构师(业务流程文档)5、UI确认:产品经理,设计人员,开发人员全体6、

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。

关注全栈程序员社区公众号