I/O（二）—— NIO

2024-02-08 15:29:28

一、NIO概述

IO是阻塞的，NIO是非阻塞式的
IO是面向流的（一次处理一字节，效率不高），NIO是面向块的
IO是单线程的，NIO 是通过选择器来模拟多线程的

NIO在基础的IO流上发展处新的特点，分别是：内存映射技术，字符及编码，非阻塞I/O和文件锁定。
Channel（通道）和Buffer（缓冲）是NIO中的两个核心对象。

Channel类似于传统IO中的流对象，其与InputStream和OutputStream最大的区别在于它提供了一个map()方法，通过该map()实现将一块数据直接映射到内存道中。
Buffer可被理解为一个容器，本质是一个数组，发送到Channel中的对象和从Channel中读取数据时都必须先放到Buffer中。

二、Buffer

这些Buffer类都不提供构造器，而是通过static XxxBuffer allocate(int capacity)来创建一个Buffer对象。Buffer有三个重要的概念：

容量（capacity）：缓冲区容量大小，表示该Buffer最大数据容量。创建后不可改变。
界限（limit）：第一个不该被读出或写入的缓冲区位置索引。
位置（position）：用于指明下一个可被读出或写入的缓冲区位置索引。
当Buffer装入数据结束后，调用flip()，将limit设置为position所在位置，将position设置为0。
当数据输出结束后，调用clear()，将limit置为position，将position值为0，并不清除Buffer中的原有数据。
可通过put()、get()方法向Buffer中存、取数据。

三、Channel

所有的Channel都是通过传统节点流的getChannel()获得
Channel类似于传统的流对象，但二者的区别在于：
1. Channel可以直接将指定的文件部分或全部直接映射成Buffer。
2. 程序不能直接访问Channel中的数据（无论读、写），Channel只能与Buffer进行交互。
map()方法：该方法用于将Channel中对应的部分映射成ByteBuffer

MappedByteBuffer map(MapMode mode, long position, long size)

四、字符集Charset

字符集用于解决二进制序列与字符之间的映射关系
Charset对象的获取方法

Charset charset = Charset.forName("GBK");

获取到Charset对象后，可调用此对象的newDecoder()、newEncoder()这两个方法分别获得该字符集的解码器和编码器。

五、Java7的NIO.2

提供了Path类，优化了传统File类功能有限且所提供方法性能不高的缺陷。
提供了Files和Paths两个工具类
使用FileVisitor遍历文件和目录

public interface FileVisitor<T> {
	//访问子目录之前触发事件
    FileVisitResult preVisitDirectory(T dir, BasicFileAttributes attrs)
        throws IOException;
	//访问file文件时触发事件
    FileVisitResult visitFile(T file, BasicFileAttributes attrs)
        throws IOException;
	//访问文件失败时触发事件
    FileVisitResult visitFileFailed(T file, IOException exc)
        throws IOException;
	//访问子目录之后触发事件
    FileVisitResult postVisitDirectory(T dir, IOException exc)
        throws IOException;
}

以上四个方法都返回一个FileVisitResult对象，他是一个枚举类，代表后续行为

public enum FileVisitResult {
    //继续访问
    CONTINUE,
    //中止范围跟
    TERMINATE,
    //继续访问，但不访问该文件或跳过该目录的子目录树
    SKIP_SUBTREE,
    //继续访问，但不访问该文件或目录的兄弟文件或目录
    SKIP_SIBLINGS;
}

使用WatchService来监控文件变化
NIO.2的Path类提供如下方法来监听文件系统的变化

    //用watcher监听变化。events参数指定要监听哪些类型的事件。
    WatchKey register(WatchService watcher, WatchEvent.Kind<?>... events)throws IOException;

	WatchKey register(WatchService watcher,WatchEvent.Kind<?>[] events,WatchEvent.Modifier... modifiers)
        throws IOException;

注册完成后，可调用WatchService的如下三个方法来获取变化事件

	//获取下一个WatchKey，如果没发生，则返回null
	WatchKey poll();
	//等待指定的时间，返回下一个WatchKey，如果一直没事件发生则返回null
    WatchKey poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
    //获取下一个WatchKey，如果没发生就一直等待
    WatchKey take() throws InterruptedException;

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一、NIO概述

二、Buffer

三、Channel

四、字符集Charset

五、Java7的NIO.2

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