Java之NIO编程

Java NIO 简介

Java NIO(New IO)是从Java 1.4版本开始引入的一个新的IO API，可以替代标准的Java IO API。 NIO与原来的IO有同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO支持面向缓冲区的、基于通道的IO操作。NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。

IO	NIO
面向流(Stream Oriented)	面向缓冲区(Buffer Orientend)
阻塞IO(Blocking IO)	非阻塞IO(Non Blocking IO)
无	选择器(Selectors)

NIO主要有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector。传统IO基于字节流和字符流进行操作，而NIO基于Channel和Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择区)用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个线程可以监听多个数据通道。

NIO和传统IO（一下简称IO）之间第一个最大的区别是，IO是面向流的，NIO是面向缓冲区的。 Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节，直至读取所有字节，它们没有被缓存在任何地方。此外，它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据，需要先将它缓存到一个缓冲区。NIO的缓冲导向方法略有不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是，还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且，需确保当更多的数据读入缓冲区时，不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。

IO的各种流是阻塞的。这意味着，当一个线程调用read() 或 write()时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。 NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞，所以直至数据变得可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道（channel）。

通道和缓冲区

Java NIO系统的核心在于:通道(Channel)和缓冲区 (Buffer)。通道表示打开到 IO 设备(例如:文件、套接字)的连接。若需要使用 NIO 系统，需要获取用于连接 IO 设备的通道以及用于容纳数据的缓冲区。然后操作缓冲区，对数据进行处理。

简而言之，Channel 负责传输， Buffer 负责存储

缓冲区Buffer

缓冲区(Buffer):一个用于特定基本数据类型的容器。由 java.nio 包定义的，所有缓冲区都是 Buffer 抽象类的子类。

Java NIO 中的 Buffer 主要用于与 NIO 通道进行交互，数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入通道中的。

Buffer 就像一个数组，可以保存多个相同类型的数据。根据数据类型不同(boolean 除外) ，有以下 Buffer 常用子类:

ByteBuffer
CharBuffer
ShortBuffer
IntBuffer
LongBuffer
FloatBuffer
DoubleBuffer

上述 Buffer 类他们都采用相似的方法进行管理数据，只是各自管理的数据类型不同而已。都是通过如下方法获取一个 Buffer对象:
static XxxBuffer allocate(int capacity): 创建一个容量为 capacity 的 XxxBuffer 对象

Buffer的常用方法

方法	描述
Buffer clear()	清空缓冲区并返回对缓冲区的引用
Buffer flip()	将缓冲区的界限设置为当前位置，并将当前位置重置为 0
int capacity()	返回 Buffer 的 capacity 大小
boolean hasRemaining()	判断缓冲区中是否还有元素
int limit()	返回 Buffer 的界限(limit) 的位置
Buffer limit(int n)	将设置缓冲区界限为 n, 并返回一个具有新 limit 的缓冲区对象
Buffer mark()	对缓冲区设置标记
int position()	返回缓冲区的当前位置 position
Buffer position(int n)	将设置缓冲区的当前位置为 n , 并返回修改后的 Buffer 对象
int remaining()	返回 position 和 limit 之间的元素个数
Buffer reset()	将位置 position 转到以前设置的 mark 所在的位置
Buffer rewind()	将位置设为为 0，取消设置的 mark

Buffer 所有子类提供了两个用于数据操作的方法:get() 与 put() 方法

获取 Buffer 中的数据

get() :读取单个字节
get(byte[] dst):批量读取多个字节到 dst 中
get(int index):读取指定索引位置的字节(不会移动 position)

放入数据到 Buffer 中

put(byte b):将给定单个字节写入缓冲区的当前位置
put(byte[] src):将 src 中的字节写入缓冲区的当前位置
put(int index, byte b):将指定字节写入缓冲区的索引位置(不会移动 position)

Buffer中的重要概念

容量 (capacity) :表示 Buffer 最大数据容量，缓冲区容量不能为负，并且创建后不能更改。
限制 (limit):第一个不应该读取或写入的数据的索引，即位于 limit 后的数据不可读写。缓冲区的限制不能为负，并且不能大于其容量。
位置 (position):下一个要读取或写入的数据的索引。缓冲区的位置不能为负，并且不能大于其限制
标记 (mark)与重置 (reset):标记是一个索引，通过 Buffer 中的 mark() 方法指定 Buffer 中一个特定的 position，之后可以通过调用 reset() 方法恢复到这个 position.

索引	说明
capacity	缓冲区数组的总长度
position	下一个要操作的数据元素的位置
limit	缓冲区数组中不可操作的下一个元素的位置：limit<=capacity
mark	用于记录当前position的前一个位置或者默认是-1

标记、位置、限制、容量遵守以下不变式:0<=mark<=position<=limit<=capacity

@Test
   public void test1() {
       String str = "abcde";

       //1.分配一个指定的大小的缓冲区
       ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

       System.out.println("--------allocate()------");
       System.out.println(buffer.position());
       System.out.println(buffer.limit());
       System.out.println(buffer.capacity());

       //2.利用put()存入数据到缓冲区
       buffer.put(str.getBytes());

       System.out.println("--------put()------");
       System.out.println(buffer.position());
       System.out.println(buffer.limit());
       System.out.println(buffer.capacity());

       //3.切换读取数据模式
       buffer.flip();

       System.out.println("--------flip()------");
       System.out.println(buffer.position());
       System.out.println(buffer.limit());
       System.out.println(buffer.capacity());

       //4.利用get()读取缓存区中的数据
       byte[] dst = new byte[buffer.limit()];
       buffer.get(dst);
       System.out.println(new String(dst, 0, dst.length));

       System.out.println("--------get()------");
       System.out.println(buffer.position());
       System.out.println(buffer.limit());
       System.out.println(buffer.capacity());

       //5.rewind():可重复读
       buffer.rewind();

       System.out.println("--------rewind()------");
       System.out.println(buffer.position());
       System.out.println(buffer.limit());
       System.out.println(buffer.capacity());


       //6.clear():清空缓冲区，但是缓冲区的数据还在，只不过这些数据处于不遗忘状态
       buffer.clear();

       System.out.println("--------clear()------");
       System.out.println(buffer.position());
       System.out.println(buffer.limit());
       System.out.println(buffer.capacity());

       System.out.println((char) buffer.get());
   }

@Test
public void test2() {
    String str = "abcde";
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

    buffer.put(str.getBytes());

    buffer.flip();

    byte[] dst = new byte[buffer.limit()];
    buffer.get(dst, 0, 2);
    System.out.println(new String(dst, 0, 2));
    System.out.println(buffer.position());

    //mark()标记
    buffer.mark();

    buffer.get(dst, 0, 2);
    System.out.println(new String(dst, 0, 2));
    System.out.println(buffer.position());

    //rest():恢复到mark的位置
    buffer.reset();

    buffer.get(dst, 0, 2);
    System.out.println(new String(dst, 0, 2));
    System.out.println(buffer.position());


    //判断缓冲区中是否还有剩余数据
    if (buffer.hasRemaining()){
        //获取缓冲区中可以操作的数量
        System.out.println(buffer.remaining());
    }
}

直接与非直接缓冲区

字节缓冲区要么是直接的，要么是非直接的。如果为直接字节缓冲区，则Java虚拟机会尽最大努力直接在此缓冲区上执行本机 I/O 操作。也就是说，在每次调用基础操作系统的一个本机 I/O 操作之前(或之后)，虚拟机都会尽量避免将缓冲区的内容复制到中间缓冲区中(或从中间缓冲区中复制内容)。

直接字节缓冲区可以通过调用此类的allocateDirect()工厂方法来创建。此方法返回的缓冲区进行分配和取消分配所需成本通常高于非直接缓冲区。直接缓冲区的内容可以驻留在常规的垃圾回收堆之外，因此，它们对应用程序的内存需求量造成的影响可能并不明显。所以，建议将直接缓冲区主要分配给那些易受基础系统的本机 I/O 操作影响的大型、持久的缓冲区。一般情况下，最好仅在直接缓冲区能在程序性能方面带来明显好处时分配它们。

直接字节缓冲区还可以通过FileChannel的map()方法将文件区域直接映射到内存中来创建。该方法返回 MappedByteBuffer 。Java 平台的实现有助于通过 JNI 从本机代码创建直接字节缓冲区。如果以上这些缓冲区中的某个缓冲区实例指的是不可访问的内存区域，则试图访问该区域不会更改该缓冲区的内容，并且将会在访问期间或稍后的某个时间导致抛出不确定的异常。

字节缓冲区是直接缓冲区还是非直接缓冲区可通过调用其isDirect()方法来确定。提供此方法是为了能够在性能关键型代码中执行显式缓冲区管理。

@Test
public void test3(){
    //分配直接缓冲区
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
//判断是否是直接缓冲区
    System.out.println(buffer.isDirect());
}

通道Channel

由Java.nio.channels包定义的。Channel 表示 IO 源与目标打开的连接。 Channel 类似于传统的“流”。只不过 Channel 本身不能直接访问数据，Channel 只能与 Buffer 进行交互。

CPU管理IO接口，会出现大量占用CPU资源的情况。。

DMA直接存储器管理IO接口与内存交互。传统的IO流就是这种方式。

但是这种方式当应用程序发送大量的读写请求后，会建立大量的DMA总线而可能造成总线冲突。最终占用资源。

通道拥有一个完全独立的处理器，专门处理IO操作。

实现类

Java 为 Channel 接口提供的最主要实现类如下:

FileChannel:用于读取、写入、映射和操作文件的通道。
DatagramChannel:通过 UDP 读写网络中的数据通道。
SocketChannel:通过 TCP 读写网络中的数据。
ServerSocketChannel:可以监听新进来的 TCP 连接，对每一个新进来的连接都会创建一个 SocketChannel。

获取通道

获取通道的一种方式是对支持通道的对象调用 getChannel() 方法。支持通道的类如下:

FileInputStream
FileOutputStream
RandomAccessFile
DatagramSocket
Socket
ServerSocket

(JDK1.7NIO2) 获取通道的其他方式是使用 Files 类的静态方法newByteChannel() 获取字节通道。或者通过通道的静态方法open()打开并返回指定通道。

常用方法

read(Buffer):int 将数据从channel读取到buffer中【读channel，写buffer】
read(Buffer[]):int 将数据从channel读取到buffer数组中
write(Buffer):int 将数据从buffer写入到channel中【读buffer，写channel】
write(Buffer[]):int 将数据从buffer数组写入到channel中

利用通道完成文件的复制(非直接缓冲区)

//利用通道完成文件的复制(非直接缓冲区)
  @Test
  public void test1() {
      FileInputStream fis = null;
      FileOutputStream fos = null;

      FileChannel inChannel = null;
      FileChannel outChannel = null;

      try {
          fis = new FileInputStream("1.jpg");
          fos = new FileOutputStream("2.jpg");

          //1.获取通道
          inChannel = fis.getChannel();
          outChannel = fos.getChannel();

          //2.分配指定大小的缓冲区
          ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

          //3.将通道中的数据存入缓冲区
          while (inChannel.read(buffer) != -1) {
              buffer.flip();//切换读取数据的模式
              //4.将缓冲区中的数据写入通道中
              outChannel.write(buffer);
              buffer.clear();//清空缓冲区
          }
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
      } finally {
          try {
              if (outChannel != null)
                  outChannel.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          try {
              if (inChannel != null)
                  inChannel.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          try {
              if (fos != null)
                  fos.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          try {
              if (fis != null)
                  fis.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }

FileChannel的常用方法

方法	描述
int read(ByteBuffer dst)	从 Channel 中读取数据到 ByteBuffer
long read(ByteBuffer[] dsts)	将 Channel 中的数据“分散”到 ByteBuffer[]
int write(ByteBuffer src)	将 ByteBuffer 中的数据写入到 Channel
long write(ByteBuffer[] srcs)	将 ByteBuffer[] 中的数据“聚集”到 Channel
long position()	返回此通道的文件位置
FileChannel position(long p)	设置此通道的文件位置
long size()	返回此通道的文件的当前大小
FileChannel truncate(long s)	将此通道的文件截取为给定大小
void force(boolean metaData)	强制将所有对此通道的文件更新写入到存储设备中

使用直接缓冲区（ByteBuffer支持）完成文件的复制（内存映射文件）

通过针对各个通道提供了静态方法 open()获取通道。

通过FileChannel的map()方法将文件区域直接映射到内存中来创建直接字节缓冲区。

  //使用直接缓冲区（ByteBuffer支持）完成文件的复制（内存映射文件）
  @Test
  public void test2() throws IOException {
      long start = System.currentTimeMillis();

      //使用1.7提供的open方法获取通道
      FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);//只读
      FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("3.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);//读，写，存在覆盖，不存在创建

      //内存映射文件
      MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());//只读
      MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());//读写

      //直接对缓冲区进行数据的读写操作
      byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
      inMappedBuf.get(dst);
      outMappedBuf.put(dst);

      inChannel.close();
      outChannel.close();

long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗费时间为：" + (end - start));

  }

transferFrom()和transferFromTo()

transferFrom()：将数据从源通道传输到其他 Channel中（从哪里来）

transferTo()：将数据从源通道传输到其他 Channel 中（从这里到）

都是使用直接缓冲区的方式。

通道之间的数据传输(直接缓冲区) —-简单易行推荐！

    @Test
    public void test3() throws Exception{
        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("4.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);

//		inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
        outChannel.transferFrom(inChannel, 0, inChannel.size());

        inChannel.close();
        outChannel.close();
    }

分散和聚集

分散读取(Scattering Reads)是指从 Channel 中读取的数据“分散”到多个 Buffer 中。

注意:按照缓冲区的顺序，从 Channel 中读取的数据依次将 Buffer 填满。

聚集写入(Gathering Writes)是指将多个 Buffer 中的数据“聚集” 到 Channel。

注意:按照缓冲区的顺序，写入 position 和 limit 之间的数据到 Channel 。

//分散和聚集
@Test
public void test4() throws Exception{
    RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");

    //1. 获取通道
    FileChannel channel1 = raf1.getChannel();

    //2. 分配指定大小的缓冲区
    ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
    ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);

    //3. 分散读取
    ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
    channel1.read(bufs);

    for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
        byteBuffer.flip();
    }
    //array()获取对应数组
    System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
    System.out.println("-----------------");
    System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));

    //4. 聚集写入
    RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
    FileChannel channel2 = raf2.getChannel();

    channel2.write(bufs);
}

字符集Charset

编码：字符串 -> 字节数组

解码：字节数组 -> 字符串

查看有多少字符集Charset.availableCharsets();

//查看有多少字符集
@Test
public void test5(){
    Map<String, Charset> map = Charset.availableCharsets();

    Set<Entry<String, Charset>> set = map.entrySet();

    for (Entry<String, Charset> entry : set) {
        System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
    }
}

//字符集
@Test
public void test6() throws IOException{
    Charset cs1 = Charset.forName("GBK");

    //获取编码器
    CharsetEncoder ce = cs1.newEncoder();//编码器

    //获取解码器
    CharsetDecoder cd = cs1.newDecoder();//解码器

    CharBuffer cBuf = CharBuffer.allocate(1024);
    cBuf.put("你好世界啊！");
    cBuf.flip();

    //编码
    ByteBuffer bBuf = ce.encode(cBuf);
    //GBK 2x6=12
    for (int i = 0; i < 12; i++) {
        System.out.println(bBuf.get());
    }

    //解码
    bBuf.flip();//否则乱码
    CharBuffer cBuf2 = cd.decode(bBuf);
    System.out.println(cBuf2.toString());

    System.out.println("------------------------------------------------------");

    Charset cs2 = Charset.forName("UTF-8");//乱码
    bBuf.flip();
    CharBuffer cBuf3 = cs2.decode(bBuf);
    System.out.println(cBuf3.toString());
}

NIO的非阻塞式网络通信

http://www.kylin.show:4000/41769.html

传统的 IO 流都是阻塞式的。也就是说，当一个线程调用 read() 或 write() 时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取或写入，该线程在此期间不能执行其他任务。因此，在完成网络通信进行 IO 操作时，由于线程会阻塞，所以服务器端必须为每个客户端都提供一个独立的线程进行处理，当服务器端需要处理大量客户端时，性能急剧下降。

Java NIO 是非阻塞模式的。当线程从某通道进行读写数据时，若没有数据可用时，该线程可以进行其他任务。线程通常将非阻塞 IO 的空闲时间用于在其他通道上执行 IO 操作，所以单独的线程可以管理多个输入和输出通道。因此，NIO 可以让服务器端使用一个或有限几个线程来同时处理连接到服务器端的所有客户端。

选择器(Selector)

选择器(Selector) 是SelectableChannle对象的多路复用器，Selector 可以同时监控多个 SelectableChannel 的 IO 状况，也就是说，利用 Selector 可使一个单独的线程管理多个 Channel。Selector 是非阻塞 IO 的核心。

Selector 的常用方法

方法	描述
`Set<SelectionKey> keys()`	所有的 SelectionKey 集合。代表注册在该Selector上的Channel
selectedKeys()	被选择的 SelectionKey 集合。返回此Selector的已选择键集
int select()	监控所有注册的Channel，当它们中间有需要处理的 IO 操作时，该方法返回，并将对应得的 SelectionKey 加入被选择的 SelectionKey 集合中，该方法返回这些 Channel 的数量。
int select(long timeout)	可以设置超时时长的 select() 操作
int selectNow()	执行一个立即返回的 select() 操作，该方法不会阻塞线程
Selector wakeup()	使一个还未返回的 select() 方法立即返回
void close()	关闭该选择器

SelectionKey

SelectionKey:表示 SelectableChannel 和 Selector 之间的注册关系。每次向选择器注册通道时就会选择一个事件(选择键)。选择键包含两个表示为整数值的操作集。操作集的每一位都表示该键的通道所支持的一类可选择操作。

方法	描述
int interestOps()	获取感兴趣事件集合
int readyOps()	获取通道已经准备就绪的操作的集合
SelectableChannel channel()	获取注册通道
Selector selector()	返回选择器
boolean isReadable()	检测 Channal 中读事件是否就绪
boolean isWritable()	检测 Channal 中写事件是否就绪
boolean isConnectable()	检测 Channel 中连接是否就绪
boolean isAcceptable()	检测 Channel 中接收是否就绪

阻塞式

Java NIO中的SocketChannel是一个连接到TCP网络套接字的通道。

操作步骤:

打开 SocketChannel
读写数据
关闭 SocketChannel

Java NIO中ServerSocketChannel是一个可以监听新进来的TCP连接的通道，就像标准IO中的ServerSocket一样。

/**
 * 一、使用 NIO 完成网络通信的三个核心：
 * <p>
 * 1. 通道（Channel）：负责连接
 * <p>
 * java.nio.channels.Channel 接口：
 * |--SelectableChannel
 * |--SocketChannel
 * |--ServerSocketChannel
 * |--DatagramChannel
 * <p>
 * |--Pipe.SinkChannel
 * |--Pipe.SourceChannel
 * <p>
 * 2. 缓冲区（Buffer）：负责数据的存取
 * <p>
 * 3. 选择器（Selector）：是 SelectableChannel 的多路复用器。用于监控 SelectableChannel 的 IO 状况
 */
public class TestBlockingNIO {

    //客户端
    @Test
    public void client() throws IOException {
        //1.获取通道
        SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));

        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);

        //2.分配指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

        //3.读取本地文件，并发送到服务端
        while (inChannel.read(buffer)!=-1){
            buffer.flip();
            sChannel.write(buffer);
            buffer.clear();
        }

        //4.关闭通道
        inChannel.close();
        sChannel.close();
    }

    //服务端
    @Test
    public void server() throws IOException{
        //1. 获取通道
        ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();

        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("5.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);

        //2. 绑定连接
        ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));

        //3. 获取客户端连接的通道
        SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();

        //4. 分配指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        //5. 接收客户端的数据，并保存到本地
        while(sChannel.read(buf) != -1){
            buf.flip();
            outChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }

        //6. 关闭通道
        sChannel.close();
        outChannel.close();
        ssChannel.close();
    }
}


public class TestBlockingNIO2 {

    //客户端 负责发送数据
    @Test
    public void client() throws IOException{
        SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));

        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);

        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        while(inChannel.read(buf) != -1){
            buf.flip();
            sChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }

        sChannel.shutdownOutput();

        //接收服务端的反馈
        int len = 0;
        while((len = sChannel.read(buf)) != -1){
            buf.flip();
            System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
            buf.clear();
        }

        inChannel.close();
        sChannel.close();
    }

    //服务端 负责接受数据
    @Test
    public void server() throws IOException{
        ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();

        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("6.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);

        ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));

        SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();

        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        while(sChannel.read(buf) != -1){
            buf.flip();
            outChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }

        //发送反馈给客户端
        buf.put("服务端接收数据成功".getBytes());
        buf.flip();
        sChannel.write(buf);

        sChannel.close();
        outChannel.close();
        ssChannel.close();
    }
}

非阻塞式

IDEA@Test不能使用scanner

sChannel.configureBlocking(false);切换非阻塞模式

public class TestNonBlockingNIO {

    //客户端
    @Test
    public void client() throws IOException {
        //1. 获取通道
        SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));

        //2. 切换非阻塞模式
        sChannel.configureBlocking(false);

        //3. 分配指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        //4. 发送数据给服务端
        Scanner scan = new Scanner(System.in);

        while (scan.hasNext()) {
            String str = scan.next();
            buf.put((new Date().toString() + "\n" + str).getBytes());
            buf.flip();
            sChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }

        //5. 关闭通道
        sChannel.close();
    }

    //服务端
    @Test
    public void server() throws IOException {
        //1. 获取通道
        ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();

        //2. 切换非阻塞模式
        ssChannel.configureBlocking(false);

        //3. 绑定连接
        ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));

        //4. 获取选择器
        Selector selector = Selector.open();

        //5. 将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”
        ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        //6. 轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件
        while (selector.select() > 0) {//说明至少有一个准备就绪了

            //7. 获取当前选择器中所有注册的“选择键(已就绪的监听事件)”
            Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();

            while (it.hasNext()) {
                //8. 获取准备“就绪”的是事件
                SelectionKey sk = it.next();

                //9. 判断具体是什么事件准备就绪
                if (sk.isAcceptable()) {
                    //10. 若“接收就绪”，获取客户端连接
                    SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();

                    //11. 切换非阻塞模式
                    sChannel.configureBlocking(false);

                    //12. 将该通道注册到选择器上
                    sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                } else if (sk.isReadable()) {
                    //13. 获取当前选择器上“读就绪”状态的通道
                    SocketChannel sChannel = (SocketChannel) sk.channel();
                    /**14. 读取数据*/
                    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                    int len = 0;
                    while ((len = sChannel.read(buf)) > 0) {
                        buf.flip();
                        System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
                        buf.clear();
                    }
                }
                //15. 取消选择键 SelectionKey
                it.remove();
            }
        }
    }
}

Java NIO中的DatagramChannel是一个能收发UDP包的通道。


public class TestNonBlockingNIO2UDP {

    @Test
    public void send() throws IOException {
        DatagramChannel dc = DatagramChannel.open();

        dc.configureBlocking(false);

        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        Scanner scan = new Scanner(System.in);

        //while (scan.hasNext()) {
        //    //String str = scan.next();
        //    buf.put((new Date().toString() + ":\n").getBytes());
        //    buf.flip();
        //    dc.send(buf, new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
        //    buf.clear();
        //}

        buf.put((new Date().toString() + ":\n").getBytes());
        buf.flip();
        dc.send(buf, new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
        buf.clear();
        dc.close();
    }

    @Test
    public void receive() throws IOException {
        DatagramChannel dc = DatagramChannel.open();

        dc.configureBlocking(false);

        dc.bind(new InetSocketAddress(9898));

        Selector selector = Selector.open();

        dc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

        while (selector.select() > 0) {
            Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();

            while (it.hasNext()) {
                SelectionKey sk = it.next();

                if (sk.isReadable()) {
                    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

                    dc.receive(buf);
                    buf.flip();
                    System.out.println(new String(buf.array(), 0, buf.limit()));
                    buf.clear();
                }
            }

            it.remove();
        }
    }
}

管道(Pipe)

Java NIO 管道是2个线程之间的单向数据连接。 Pipe有一个source通道和一个sink通道。数据会被写到sink通道，从source通道读取。

@Test
public void test1() throws IOException {
    //1.获取管道
    Pipe pipe = Pipe.open();
    //2.将缓冲区中的数据写入管道
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

    Pipe.SinkChannel sinkChannel = pipe.sink();
    buffer.put("通过单向管道发送数据".getBytes());
    buffer.flip();
    sinkChannel.write(buffer);

    //3.读取缓冲区中的数据
    Pipe.SourceChannel sourceChannel = pipe.source();
    buffer.flip();
    int len = sourceChannel.read(buffer);
    System.out.println(new String(buffer.array(),0,len));

    sourceChannel.close();
    sinkChannel.close();
}

NIO.2

随着 JDK 7 的发布，Java对NIO进行了极大的扩展，增强了对文件处理和文件系统特性的支持，以至于我们称他们为 NIO.2。因为 NIO 提供的一些功能，NIO已经成为文件处理中越来越重要的部分。

Path与Paths

java.nio.file.Path 接口代表一个平台无关的平台路径，描述了目录结构中文件的位置。

Paths提供的get()方法用来获取Path对象:Path get(String first, String ... more): 用于将多个字符串串连成路径。

Path常用方法:

booleanendsWith(Stringpath):判断是否以path路径结束
booleanstartsWith(Stringpath):判断是否以path路径开始
boolean isAbsolute() : 判断是否是绝对路径
PathgetFileName():返回与调用Path对象关联的文件名
Path getName(int idx) : 返回的指定索引位置 idx 的路径名称
intgetNameCount():返回Path根目录后面元素的数量
PathgetParent():返回Path对象包含整个路径，不包含Path对象指定的文件路径
PathgetRoot():返回调用Path对象的根路径
Path resolve(Path p) :将相对路径解析为绝对路径
PathtoAbsolutePath():作为绝对路径返回调用Path对象
StringtoString():返回调用Path对象的字符串表示形式

Files类

java.nio.file.Files 用于操作文件或目录的工具类。

Files常用方法:

Path copy(Path src, Path dest, CopyOption … how) : 文件的复制
Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> … attr) : 创建一个目录
Path createFile(Path path, FileAttribute<?> … arr) : 创建一个文件
void delete(Path path) : 删除一个文件
Path move(Path src, Path dest, CopyOption…how) : 将 src 移动到 dest 位置
long size(Path path) : 返回 path 指定文件的大小

Files常用方法:用于判断

Files 类

boolean exists(Path path, LinkOption … opts) : 判断文件是否存在
boolean isDirectory(Path path, LinkOption … opts) : 判断是否是目录
boolean isExecutable(Path path) : 判断是否是可执行文件
boolean isHidden(Path path) : 判断是否是隐藏文件
boolean isReadable(Path path) : 判断文件是否可读
boolean isWritable(Path path) : 判断文件是否可写
boolean notExists(Path path, LinkOption … opts) : 判断文件是否不存在
public static <A extends BasicFileAttributes> A readAttributes(Path path,Class<A> type,LinkOption... options): 获取与 path 指定的文件相关联的属性。

Files常用方法:用于操作内容

SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption…how) : 获取与指定文件的连接，how 指定打开方式。
DirectoryStream newDirectoryStream(Path path) : 打开 path 指定的目录
InputStream newInputStream(Path path, OpenOption…how):获取 InputStream 对象
OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption…how) : 获取 OutputStream 对象