java的NIO编程

Java NIO（New I/O）是一种可伸缩且非阻塞的 I/O，与传统的 Java IO 不同。它允许同时处理多个连接，并且能够更快地处理 I/O 操作，是构建高性能、可伸缩和并发应用程序的重要组成部分。

Java NIO 的核心是 Channel、Buffer 和 Selector。Channel 是连接源和目标的通道，Buffer 是数据传输的缓冲区，Selector 用于监视 Channel 中的事件并选择可用的 Channel 进行操作。下面我们来看一下 Java NIO 的示例。

Channel

在 Java NIO 中，所有的 I/O 操作都是通过 Channel 来进行的。Channel 类似于传统的流，但又有所不同。在 Channel 中，数据可以从 Channel 中读取到 Buffer 中，也可以将数据从 Buffer 写入 Channel 中。

(资料图片)

下面是一个从文件中读取数据并输出到控制台的示例：

javaCopy codeimport java.io.*;import java.nio.*;import java.nio.channels.*;public class ChannelExample {    public static void main(String[] args) throws IOException {        RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("test.txt", "rw");        FileChannel channel = file.getChannel();        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);        while (channel.read(buffer) != -1) {            buffer.flip();            while (buffer.hasRemaining()) {                System.out.print((char) buffer.get());            }            buffer.clear();        }        channel.close();        file.close();    }}

在上述示例中，我们使用 FileChannel 打开一个文件，并使用 ByteBuffer 分配一个缓冲区。然后使用 channel.read() 方法从文件中读取数据到缓冲区，使用 buffer.flip() 方法将缓冲区的指针移到缓冲区的起始位置，并使用 buffer.hasRemaining() 和 buffer.get() 方法遍历缓冲区中的数据。

Buffer

Buffer 是一个用于读写数据的缓冲区，它可以存储任何类型的数据，例如字节、字符、整数等等。Buffer 是一个抽象类，主要有以下几种子类：ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer 和 DoubleBuffer。

下面是一个使用 ByteBuffer 存储数据并将其输出到控制台的示例：

import java.nio.*;public class BufferExample {    public static void main(String[] args) {        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);        buffer.put("Hello, world!".getBytes());        buffer.flip();        while (buffer.hasRemaining()) {            System.out.print((char) buffer.get());        }        buffer.clear();    }}

在上述示例中，我们使用 ByteBuffer 分配一个缓冲区，并使用 put() 方法将一个字符串存储到缓冲区中。然后使用 flip() 方法将缓冲区的指针移到缓冲区的起始位置，并使用 hasRemaining() 和 get() 方法遍历缓冲区中的数据。

Selector

Selector 用于监视 Channel 中的事件并选择可用的 Channel 进行操作。在 Java NIO 中，一个线程可以同时处理多个连接，因此它比传统的 Java IO 更快和更可伸缩。

下面是一个使用 Selector 监视 Channel 的示例：

javaCopy codeimport java.io.*;import java.nio.*;import java.nio.channels.*;public class SelectorExample {    public static void main(String[] args) throws IOException {        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();        serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress("localhost", 8080));        serverSocketChannel.configureBlocking(false);        Selector selector = Selector.open();        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);        while (true) {            int readyChannels = selector.select();            if (readyChannels == 0) {                continue;            }            for (SelectionKey key : selector.selectedKeys()) {                if (key.isAcceptable()) {                    ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();                    SocketChannel client = server.accept();                    client.configureBlocking(false);                    client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);                } else if (key.isReadable()) {                    SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);                    client.read(buffer);                    buffer.flip();                    while (buffer.hasRemaining()) {                        System.out.print((char) buffer.get());                    }                }                selector.selectedKeys().remove(key);            }        }    }}

在上述示例中，我们使用 ServerSocketChannel 打开一个服务器，并使用 Selector 监视该服务器。当有客户端连接时，使用 accept() 方法获取客户端的 SocketChannel 并注册到 Selector 中，并指定监听 OP_READ 事件。当客户端向服务器发送数据时，使用 read() 方法将数据读取到 ByteBuffer 中，并使用 buffer.hasRemaining() 和 buffer.get() 方法遍历 ByteBuffer 中的数据。

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