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Java中的新IO—NIO
時(shí)間：2018-09-26 來源：未知
一、新IO概述：
新IO和傳統(tǒng)IO都是用于進(jìn)行輸入/輸出，相比于傳統(tǒng)IO面向流的處理方式，新IO采用內(nèi)存映射文件來處理輸入/輸出，新IO將文件或文件的一段區(qū)域映射到內(nèi)存中，這樣就可以像訪問內(nèi)存一樣來訪問文件了，所以這種訪問方式既方便又快得多。
新IO中的兩個(gè)核心對象：Channel(通道)和Buffer(緩沖)。Channel用于新IO的數(shù)據(jù)傳輸，相對于傳統(tǒng)IO中的InputStream和OutputStream，Channel提供了一個(gè)map()方法用來將一段數(shù)據(jù)映射成為一塊內(nèi)存。也就是在新IO中，改變了傳統(tǒng)IO面向流的處理而轉(zhuǎn)向面向塊的處理方式。
Buffer是一個(gè)容器，它的本質(zhì)是一個(gè)數(shù)組。發(fā)送到Channel的所有對象以及從Channel取出的所有數(shù)據(jù)先存放到Buffer中。
除了上面兩個(gè)核心對象外，新IO還提供了Charset類用于將Unicode字符串映射成字節(jié)序列以及逆映射操作。以及Selector類用于支持非阻塞式輸入輸出。
二、Java中與新IO相關(guān)的包：
1.java.nio包：主要包含各種與Buffer相關(guān)的類
2.java.nio.channels包：主要包含與Channel和Selector相關(guān)的類
3.java.nio.charset包：主要包含與字符集相關(guān)的類
4.java.nio.channels.spi包：主要包含與Channel相關(guān)的服務(wù)提供者編程接口。
5.java.nio.charset.spi包：包含與字符集相關(guān)的服務(wù)提供者編程接口
三、Channel介紹以及使用
Channel可以直接將指定文件的部分或全部直接映射成Buffer，并且程序不能直接訪問Channel中的數(shù)據(jù)，Channel只能與Buffer交互。
Channel接口提供了DatagramChannel、FIleChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel等實(shí)現(xiàn)類。由此可見Channel是按功能進(jìn)行了劃分。
Channel所有的對象都不是通過構(gòu)造器創(chuàng)建的，而是通過傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)InputStream和OutputStream的getChannel()方法獲得的。但是不同的節(jié)點(diǎn)獲得的Channel對象也不同，是各自節(jié)點(diǎn)類型對應(yīng)的Channel對象。例如：FileInputStream通過getChannel獲得的Channel對象是FileChannel對象。
雖然Channel對象既可以讀取也可以寫入，但是InputStream獲得的Channel只能讀，OutputStream獲得Channel對象只能寫。
Channel中常用的方法：map()、read()、write()，read()和write()方法有一系列的重載形式，這些方法用于從Buffer中讀或?qū)憯?shù)據(jù)。
四、Buffer的介紹及使用
Buffer可以保存多個(gè)類型相同的數(shù)據(jù)。Buffer是一個(gè)抽象類，常用的子類是ByteBuffer，它可以在底層字節(jié)數(shù)組上進(jìn)行g(shù)et/set操作。另外還有其他的子類：CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer等。
Buffer中有三個(gè)重要的概念：容量(capacity)、界限(limit)、和位置(position)。
容量：緩沖區(qū)的容量，即多可以存儲(chǔ)多少數(shù)據(jù)，其中緩沖區(qū)的容量不可以為負(fù)數(shù)，創(chuàng)建后不容許改變。
界限：第一個(gè)不應(yīng)該被讀出或者寫入的緩沖區(qū)位置索引，也就是以此為界限后面的區(qū)域無法讀寫數(shù)據(jù)。
位置：指明下一個(gè)可以被讀出或者寫入的緩沖區(qū)位置索引。
put()方法和get()用于放入、取出數(shù)據(jù)。
flip()方法，調(diào)用該方法后界限就回到原來的position所在位置。
clear()方法，將position設(shè)置為0。將limit設(shè)為與capacity相等。
五、字符集和Charset
所有的文件底層都是二進(jìn)制文件，即全部都是字節(jié)碼。把明文的字符轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制序列稱為編碼，把二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換成明文字符串稱為解碼。JDK1.4之后提供了Charset類來處理字節(jié)序列和字符序列之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，該類中包含用于解碼和編碼的方法。其中該類提供的availableCharset()方法來獲取當(dāng)前JDK所支持的所有字符集。
每個(gè)字符集都有一個(gè)字符串別名：
GBK：簡體中文字符集
BIG5：繁體中文字符集
ISO-8859-1：ISO拉丁字母表
UTF-8：8位UCS轉(zhuǎn)換格式
UTF-16BE：16位UCS轉(zhuǎn)換格式，大端字節(jié)順序
UTF-16LE：16位UCS轉(zhuǎn)換格式，小端字節(jié)順序
UTF-16：16位UCS轉(zhuǎn)換格式，字節(jié)順序由可選的字節(jié)順序標(biāo)記來標(biāo)識(shí)
當(dāng)知道了字符集的別名之后，程序就可以調(diào)用Charset的forName()方法來創(chuàng)建Charset對象，然后通過創(chuàng)建的對象的newDecoder()、newEncoder()方法分別返回CharsetDecoder、CharsetEncoder對象代表Charset的解碼器和編碼器。調(diào)用CharsetDecoder的Decode()方法將字節(jié)序列轉(zhuǎn)換成字符序列，調(diào)用CharsetEncoder的encode()方法可以將字符序列轉(zhuǎn)化成字節(jié)序列。
