Java NIO使用及原理分析

Posted 李晓娜

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Java NIO使用及原理分析相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

 在上一篇文章中介绍了缓冲区内部对于状态变化的跟踪机制,而对于NIO中缓冲区来说,还有很多的内容值的学习,如缓冲区的分片与数据共享,只读缓冲区等。在本文中我们来看一下缓冲区一些更细节的内容。

 缓冲区的分配

 在前面的几个例子中,我们已经看过了,在创建一个缓冲区对象时,会调用静态方法allocate()来指定缓冲区的容量,其实调用 allocate()相当于创建了一个指定大小的数组,并把它包装为缓冲区对象。或者我们也可以直接将一个现有的数组,包装为缓冲区对象,如下示例代码所示:

 [java] view plain copy  print?
  1. public class BufferWrap   
  2.   
  3.     public void myMethod()  
  4.       
  5.         // 分配指定大小的缓冲区  
  6.         ByteBuffer buffer1 = ByteBuffer.allocate(10);  
  7.           
  8.         // 包装一个现有的数组  
  9.         byte array[] = new byte[10];  
  10.         ByteBuffer buffer2 = ByteBuffer.wrap( array );  
  11.       
  12.   

 缓冲区分片

 在NIO中,除了可以分配或者包装一个缓冲区对象外,还可以根据现有的缓冲区对象来创建一个子缓冲区,即在现有缓冲区上切出一片来作为一个新的缓冲区,但现有的缓冲区与创建的子缓冲区在底层数组层面上是数据共享的,也就是说,子缓冲区相当于是现有缓冲区的一个视图窗口。调用slice()方法可以创建一个子缓冲区,让我们通过例子来看一下:

[java] view plain copy  print?
  1. import java.nio.*;  
  2.   
  3. public class Program   
  4.     static public void main( String args[] ) throws Exception   
  5.         ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 10 );  
  6.           
  7.         // 缓冲区中的数据0-9  
  8.         for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i)   
  9.             buffer.put( (byte)i );  
  10.           
  11.           
  12.         // 创建子缓冲区  
  13.         buffer.position( 3 );  
  14.         buffer.limit( 7 );  
  15.         ByteBuffer slice = buffer.slice();  
  16.           
  17.         // 改变子缓冲区的内容  
  18.         for (int i=0; i<slice.capacity(); ++i)   
  19.             byte b = slice.get( i );  
  20.             b *= 10;  
  21.             slice.put( i, b );  
  22.           
  23.           
  24.         buffer.position( 0 );  
  25.         buffer.limit( buffer.capacity() );  
  26.           
  27.         while (buffer.remaining()>0)   
  28.             System.out.println( buffer.get() );  
  29.           
  30.       
  31.   
 在该示例中,分配了一个容量大小为10的缓冲区,并在其中放入了数据0-9,而在该缓冲区基础之上又创建了一个子缓冲区,并改变子缓冲区中的内容,从最后输出的结果来看,只有子缓冲区“可见的”那部分数据发生了变化,并且说明子缓冲区与原缓冲区是数据共享的,输出结果如下所示:

 只读缓冲区

 只读缓冲区非常简单,可以读取它们,但是不能向它们写入数据。可以通过调用缓冲区的asReadOnlyBuffer()方法,将任何常规缓冲区转 换为只读缓冲区,这个方法返回一个与原缓冲区完全相同的缓冲区,并与原缓冲区共享数据,只不过它是只读的。如果原缓冲区的内容发生了变化,只读缓冲区的内容也随之发生变化:

[java] view plain copy  print?
  1. import java.nio.*;  
  2.   
  3. public class Program   
  4.     static public void main( String args[] ) throws Exception   
  5.         ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 10 );  
  6.           
  7.         // 缓冲区中的数据0-9  
  8.         for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i)   
  9.             buffer.put( (byte)i );  
  10.           
  11.   
  12.         // 创建只读缓冲区  
  13.         ByteBuffer readonly = buffer.asReadOnlyBuffer();  
  14.           
  15.         // 改变原缓冲区的内容  
  16.         for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i)   
  17.             byte b = buffer.get( i );  
  18.             b *= 10;  
  19.             buffer.put( i, b );  
  20.           
  21.           
  22.         readonly.position(0);  
  23.         readonly.limit(buffer.capacity());  
  24.           
  25.         // 只读缓冲区的内容也随之改变  
  26.         while (readonly.remaining()>0)   
  27.             System.out.println( readonly.get());  
  28.           
  29.       
  30.   

 如果尝试修改只读缓冲区的内容,则会报ReadOnlyBufferException异常。只读缓冲区对于保护数据很有用。在将缓冲区传递给某个 对象的方法时,无法知道这个方法是否会修改缓冲区中的数据。创建一个只读的缓冲区可以保证该缓冲区不会被修改。只可以把常规缓冲区转换为只读缓冲区,而不能将只读的缓冲区转换为可写的缓冲区。

 直接缓冲区

 直接缓冲区是为加快I/O速度,使用一种特殊方式为其分配内存的缓冲区,JDK文档中的描述为:给定一个直接字节缓冲区,Java虚拟机将尽最大努 力直接对它执行本机I/O操作。也就是说,它会在每一次调用底层操作系统的本机I/O操作之前(或之后),尝试避免将缓冲区的内容拷贝到一个中间缓冲区中 或者从一个中间缓冲区中拷贝数据。要分配直接缓冲区,需要调用allocateDirect()方法,而不是allocate()方法,使用方式与普通缓冲区并无区别,如下面的拷贝文件示例:

[java] view plain copy  print?
  1. import java.io.*;  
  2. import java.nio.*;  
  3. import java.nio.channels.*;  
  4.   
  5. public class Program   
  6.     static public void main( String args[] ) throws Exception   
  7.         String infile = "c:\\\\test.txt"Java NIO使用及原理分析

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