• java基础---NIO

    NIO

    从 JDK1.4 开始 Java 引入了一系列改进的输入 / 输出处理的新功能，统称为 NIO ，即新 IO ，新增了许多用于处理输入输出的类，新IO 采用内存映射文件的方式处理输入输出，新 IO 将文件或文件的一段区域映射到内存中，这样就可以像访问内存一样来访问文件，这种方式进行输入输出比传统的输入输出快的多

    NIO基础

    Channel 通道和 Buffer 缓冲是 NIO 中的两个核心对象
    • Chanel是对传统输入输出系统的模拟，通过map方法可以将一块数据映射到内存中
    • Buffer本质是一个数组，发送到Channel中的所有对象都必须先放到Buffer中，而从Channel中读取的数据必须先放到Buffer中

    NIO和多路复用的区别

    IO 模型
    • 同步阻塞IO（Blocking IO）：即传统的IO模型
    • 同步非阻塞IO（Non-blocking IO）：默认创建的socket都是阻塞的，非阻塞IO要求socket被设置为NONBLOCK。注意这里所说的NIO并非Java的NIO（New IO）库
    • 多路复用IO（IO Multiplexing）：即经典的Reactor设计模式，有时也称为异步阻塞IO，Java中的Selector和Linux中的epoll都是这种模型
    • 异步IO（Asynchronous IO）：即经典的Proactor设计模式，也称为异步非阻塞IO。
    java NIO 就是采用多路复用 IO 模式
    在多路复用 IO 模型中，会有一个线程（ Java 中的 Selector ）不断去轮询多个 socket 的状态，只有当socket真正有读写事件时，才真正调用实际的 IO 读写操作。因为在多路复用 IO 模型中，只需要使用一个线程就可以管理多个socket ，系统不需要建立新的进程或者线程，也不必维护这些线程和进程，并且只有在真正有socket 读写事件进行时，才会使用 IO 资源，所以它大大减少了资源占用。

    Buffer的使用

    Buffer 是一个抽象类，主要作用是用于装入数据，然后输出数据
    • 最常见的子类ByteBuffer可以在底层字节数组上进行get/set操作
    • 其它基本数据类型都有对应的Buffer类：CharBuffer、 ShortBuffer、 IntBuffer、 LongBuffer、FloatBuffer、 DoubleBuffer
    静态方法 static XxxBuffer allocate(int capacity) 创建一个容量为 capacity 的 XxxBuffer 对象
    Buffer 中有 3 个重要概念：容量 capacity 、界限 limit 和位置 position
    • 容量capacity表示该Buffer的最大数据容量，创建后则不能改变
    • 界限limit，位于limit后的数据既不可被读，也不可被写
    • 位置position用于指明下一个可以被读出的或者写入缓冲区的位置索引
    • 标记mark位置
    Buffer 的 position 为 0 ， limit 为 capacity ，程序可以通过 put 方法向 Buffer 写入一些数据，每放入一些数据，Buffer 的 position 响应的向后移动。

    读文件、写文件操作

    1. package com.yan3;
    2.  
    3. import java.io.File;
    4. import java.io.FileInputStream;
    5. import java.nio.ByteBuffer;
    6. import java.nio.channels.FileChannel;
    7.  
    8. public class Test2 {
    9. 	public static void main(String[] args) throws Exception {
    10. 		File file = new File("data/nio.data");
    11. 		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    12. 		FileChannel channel = fis.getChannel();// channel管道
    13. 		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate((int) file.length());//
    14. 		int len = 0;
    15. 		while ((len = channel.read(buffer)) > 0) {
    16. 			buffer.clear();
    17. 			byte[] arr = buffer.array();
    18. 			String ss = new String(arr, 0, len);
    19. 			System.out.println(ss);
    20. 		}
    21. 	}
    22. }
    23.  
    24. /*
    25.  * Buffer是一个抽象类，主要作用是用于装入数据，然后输出数据
    26.  * 
    27.  * - 最常见的子类ByteBuffer可以在底层字节数组上进行get/set操作 - 其它基本数据类型都有对应的Buffer类：CharBuffer、
    28.  * ShortBuffer、 IntBuffer、 LongBuffer、 FloatBuffer、 DoubleBuffer
    29.  * 
    30.  * 静态方法static XxxBuffer allocate(int capacity)创建一个容量为capacity的XxxBuffer对象
    31.  * 
    32.  * Buffer中有3个重要概念：容量capacity、界限limit和位置position -
    33.  * 容量capacity表示该Buffer的最大数据容量，创建后则不能改变 - 界限limit，位于limit后的数据既不可被读，也不可被写 -
    34.  * 位置position用于指明下一个可以被读出的或者写入缓冲区的位置索引 - 标记mark位置
    35.  * 
    36.  * Buffer的position为0，limit为capacity，程序可以通过put方法向Buffer写入一些数据，
    37.  * 每放入一些数据，Buffer的position响应的向后移动。
    38.  */
    1. package com.yan3;
    2.  
    3. import java.io.FileOutputStream;
    4. import java.nio.ByteBuffer;
    5. import java.nio.channels.FileChannel;
    6. import java.nio.charset.StandardCharsets;
    7.  
    8. public class Test1 {
    9. 	public static void main(String[] args) throws Exception {
    10. 		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data/nio.data");
    11. 		FileChannel channel = fos.getChannel();
    12. 		ByteBuffer buffer = StandardCharsets.UTF_8.encode("内蒙人喜欢骑马射箭1");
    13. 		int len = 0;
    14. 		while ((len = channel.write(buffer)) != 0) {
    15. 			System.out.println(len);
    16. 		}
    17. 		fos.close();
    18. 	}
    19. }

    Buffer类的常用方法

    • capacity():int返回Buffer的容量大小
    • hasRemaining():boolean判断是否还有元素可以进行处理
    • remaining():int返回当前位置和界限之间的元素个数
    • position():int返回当前操作的位置
    • mark():Buffer设置Buffer的标记位置，只能在0和position之间做标记
    • reset():Buffer将位置position转到mark所在的位置
    • rewind():Buffer将位置position设置到0，取消设置的mark
    • put(obj)用于向Buffer中放入数据
    • get()用于从Buffer中取出数据
    1. package com.yan3;
    2.  
    3. import java.nio.CharBuffer;
    4.  
    5. /*
    6.  * #### Buffer类的常用方法
    8. - capacity():int返回Buffer的容量大小
    9. - hasRemaining():boolean判断是否还有元素可以进行处理
    10. - remaining():int返回当前位置和界限之间的元素个数
    11. - position():int返回当前操作的位置
    12. - mark():Buffer设置Buffer的标记位置，只能在0和position之间做标记
    13. - reset():Buffer将位置position转到mark所在的位置
    14. - rewind():Buffer将位置position设置到0，取消设置的mark
    15. - put(obj)用于向Buffer中放入数据
    16. - get()用于从Buffer中取出数据
    17.  */
    18. public class Test3 {
    19. 	public static void main(String[] args) {
    20. 		// 创建对应的buffer对象，其中最大容积值为10
    21. 		CharBuffer buffer = CharBuffer.allocate(10);
    22. 		System.out.println(buffer.capacity());// 10 获取buffer的容积值capacity=10,position=0,limit=10
    23. 		System.out.println(buffer.position());// 0
    24. 		System.out.println(buffer.limit());// 10
    25.  
    26. 		buffer.put('中');
    27. 		System.out.println(buffer.capacity());// 10
    28. 		System.out.println(buffer.position());// 1 char
    29. 		System.out.println(buffer.limit());// 10
    30.  
    31. 		String ss = "中国人民解放军";
    32. 		for (int i = 0; i < ss.length(); i++)
    33. 			buffer.put(ss.charAt(i));
    34. 		System.out.println(buffer.capacity());// 10
    35. 		System.out.println(buffer.position());// 8 char
    36. 		System.out.println(buffer.limit());// 10
    37.  
    38. 		// 将limit设置到position,并且把position设置为0。
    39. 		// 相当于是将buffer中没有数据的存储位置封印起来，从而避免读取时读到不合法的数据
    40. 		buffer.flip();
    41. 		System.out.println(buffer.capacity());// 10
    42. 		System.out.println(buffer.position());// 0
    43. 		System.out.println(buffer.limit());// 8
    44.  
    45. 		char cc = buffer.get();// 获取position对应的字符
    46. 		System.out.println(cc); // 中
    47. 		System.out.println(buffer.capacity());// 10
    48. 		System.out.println(buffer.position());// 1
    49. 		System.out.println(buffer.limit());// 8
    50.  
    51. 		buffer.clear();// 重置position和limit,可以理解为清理limit限制，并不是清空内容
    52. 		System.out.println(buffer.capacity());// 10
    53. 		System.out.println(buffer.position());// 0
    54. 		System.out.println(buffer.limit());// 10
    55. //		System.out.println(buffer.get()); // 中
    56.  
    57. 		ss = "中国人民解放军";
    58. 		for (int i = 0; i < ss.length(); i++)
    59. 			buffer.put(ss.charAt(i));
    60.  
    61. 		cc = buffer.get(2);// 按照下标位置获取对应的数据,并不会操作position
    62. 		System.out.println(cc);
    63. 		System.out.println(buffer.position());// 7
    64. 		System.out.println(buffer.get(7));// 军
    65. 		System.out.println((int) buffer.get(8));// 空
    66. 	}
    67. }

    Channel类的常用方法

    Channel 可以直接将文件的部分或者全部直接映射成 Buffer
    注意：不能直接访问 Channel 中的数据，包括读取、写入都不行。 Channel 只能与 Buffer 进行交互
    • 所有Channel不应该通过构造器来直接创建，而是通过传统的节点InputStream、OutputStream的getChannel方法来返回对应的Channel
    • 常用的是FileInputStream、FileOutputStream的getChannel()返回的FileChannel
    Channel 中最常用的三个方法是 map() 、 read() 和 write() 
    1. package com.yan3;
    2.  
    3. import java.io.FileInputStream;
    4. import java.io.FileOutputStream;
    5. import java.io.IOException;
    6. import java.io.InputStream;
    7. import java.io.OutputStream;
    8.  
    9. public class Test41 {
    10. 	public static void main(String[] args) throws IOException {
    11. 		byte[] buffer = new byte[8192];
    12. 		InputStream is = new FileInputStream("data/Test1.java");
    13. 		OutputStream os = new FileOutputStream("data/Test1.bak");
    14. 		int len = 0;
    15. 		while ((len = is.read(buffer)) > 0) {
    16. 			os.write(buffer, 0, len);
    17. 		}
    18. 		os.close();
    19. 		is.close();
    20. 	}
    21. }
    异常： java.nio.charset.MalformedInputException 一般是编码转换时由于编码字符集错误导致的，可以修改Charset 中编码字符集名称解决。例如 GBK 、 UTF-8 等
    map() 方法将 Channel 对应的部分或全部数据映射成 ByteBuffer 
    1. package com.yan3;
    2.  
    3. import java.io.File;
    4. import java.io.FileInputStream;
    5. import java.io.FileOutputStream;
    6. import java.nio.CharBuffer;
    7. import java.nio.MappedByteBuffer;
    8. import java.nio.channels.FileChannel;
    9. import java.nio.charset.Charset;
    10. import java.nio.charset.CharsetDecoder;
    11.  
    12. /*
    13.  * map()方法将Channel对应的部分或全部数据映射成ByteBuffer
    14.  */
    15. public class Test42 {
    16. 	public static void main(String[] args) throws Exception {
    17. 		File f = new File("data/Test1.java");
    18. 		FileChannel in = new FileInputStream(f).getChannel();
    19. 		FileChannel out = new FileOutputStream("data/a.txt").getChannel();
    20. 		MappedByteBuffer buffer = in.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, f.length());// 参数1为执行映射时的模式，有只读、读写模式；参数2和3用于设置哪些数据执行映射。可以将FileChannel中全部数据映射为ByteBuffer
    21. 		out.write(buffer);
    22.  
    23. 		buffer.clear();
    24. 		Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
    25. 		CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();
    26. 		CharBuffer cb = decoder.decode(buffer);
    27. 		System.out.println(cb);
    28. 	}
    29. }
    写入数据 
    1. package com.yan3;
    2.  
    3. import java.io.File;
    4. import java.io.IOException;
    5. import java.io.RandomAccessFile;
    6. import java.nio.ByteBuffer;
    7. import java.nio.channels.FileChannel;
    8. import java.nio.channels.FileChannel.MapMode;
    9.  
    10. /*
    11.  * 写入数据
    12.  */
    13. public class Test43 {
    14. 	public static void main(String[] args) throws IOException {
    15. 		File file = new File("data/a.txt");
    16. 		int len = (int) file.length();
    17. 		RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
    18. 		FileChannel channel = raf.getChannel();// 返回的channel是只读还是读写，取决于RandomAccessFile文件对象的打开模式
    19. 		ByteBuffer buffer = channel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, len);// buffer支持可读，将文件中的所有内容映射到buffer中
    20. 		channel.position(len); // 移动指针到内容末尾
    21. 		channel.write(buffer); // 重新写出buffer中的内容，实际上就是将文件内容拷贝
    22. 	}
    23. }

  • 相关阅读:
    人工神经网络的基本属性,神经网络四个基本属性
    JavaSE - 运算符（操作符）
    学习自由模态试验的有限元仿真计算方法
    算法学习的积累
    向新而生保业务增长，亚信科技持续锻造“核心引擎”
    Linux之Nignx及负载均衡&动静分离
    持续集成部署 - Jenkins 配置使用远程服务器的 Docker 执行构建任务
    springboot云农门户产品中心子系统
    傅里叶变换
    农村科学实验杂志农村科学实验杂志社农村科学实验编辑部2022年第12期目录
  • 原文地址：https://blog.csdn.net/tiger_root/article/details/126310461