Java IO学习总结

Posted 2020-10-01

一、NIO

      NIO采用内存映射文件的方式来处理输入输出流，将文件或者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访问文件，处理速度比传统的输入输出流要快。最主要的两个核心对象是Channel（通道）和Buffer（缓冲）。

1）Buffer

     Buffer是一个抽象类，最主要的实现类是ByteBuffer,其他基本数据类型都有对应的buffer类。常用ByteBuffer和CharBuffer;

     创建一个Buffer对象，通过static XXBuffer allocate(int capacity)方法,capacity代表容量。

     Buffer中主要有三个重要的概念，容量（capacity）、界限（limit）和位置（position）

     容量：表示缓冲区的最大数据容量，不可以为负值，创建后不可以改变。

     界限：表示数据不可以被读出或者写入的缓冲区索引位置。

     位置：表示下一个可以被读出或者写入的缓冲区位置索引，当创建一个buffer对象之后，position为0，从中读取两条数据之后，position则为2，指向buffer中的第三个数据位置。写入时类似，position自动向后移动位置。

     Buffer中两个重要方法：flip()和clear()；执行flip()方法之后，limit移动到position位置，position置为0，为输出数据做好准备，；执行clear()方法之后，limit移动到capacity位置，position位置置为0，为写入数据做好准备。

Buffer常用操作示例代码：

public class BufferTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Buffer
        CharBuffer buff = CharBuffer.allocate(10);
        
        // 初始化时：position位置为0，limit位置等于capacity
        System.out.println("缓冲区容量：" + buff.capacity());
        System.out.println("初始化position位置：" + buff.position());
        System.out.println("初始化limit位置：" + buff.limit());
        
        // 向缓冲区中放入三条数据
        buff.put(‘A‘);
        buff.put(‘B‘);
        buff.put(‘C‘);
        // 此时position位置为3，limit位置等于capacity
        System.out.println("装载数据时position位置：" + buff.position());
        System.out.println("装载数据时limit位置：" + buff.limit());
        
        // 装载数据结束
        buff.flip();
        // 查看此时position位置为0，limit位置为3
        System.out.println("装载数据完成position位置：" + buff.position());
        System.out.println("装载数据完成limit位置：" + buff.limit());
        
        // 取出数据，只有使用buff.get()方法时，position自动向后移动位置，使用buff.get(X)position位置不变。
        System.out.println("取出第一个数据" + buff.get());
        System.out.println("取出数据position位置：" + buff.position());
        
        // 取出数据完成
        buff.clear();
        // 查看此时position位置为0，limit位置等于capacity
        System.out.println("取出数据完成position位置：" + buff.position());
        System.out.println("取出数据完成limit位置：" + buff.limit());
    }
}

2）Channel

     Channel类似于传统的流对象，可以直接将指定文件的部分或者全部映射成Buffer，程序不能直接访问Channel，必须通过Buffer交互；所有的Channel都不能通过构造器来直接创建，而是通过传统的节点InputStream、OutStream的getChannel()的方法返回对于的Channel。

     Channel有三个主要的方法，map()、read()和write(),map()方法用于将Channel中数据映射成ByteBuffer.

示例代码

public class ChannelTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建文件
            File file = new File("d:\\test.txt");
            
            // 创建输入和输出Channel
            FileChannel fic = new FileInputStream(file).getChannel();    
            FileChannel foc = new FileOutputStream("d:\\channel.txt").getChannel();
            
            // 将文件内容全部映射为ByteBuffer
            MappedByteBuffer buffer = fic.map(MapMode.READ_ONLY, 0, file.length());
            // 将buffer中数据之间输出到FileChannel中
            foc.write(buffer);
            // 初始化缓冲区
            buffer.clear();
            
            // 创建解码器用于buffer转换
            Charset charset = Charset.forName("GBK");
            CharsetDecoder cd = charset.newDecoder();
            
            // 将byteBuffer转换为charBuffer用于数据输出展示
            CharBuffer charbuff = cd.decode(buffer);
            System.out.println("数据为：" + charbuff);
            
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

另外一种读取方式

public class ChannelTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("d:\\test.txt");
            FileChannel fci = new FileInputStream(file).getChannel();
            
            // 定义buffer
            ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(256);
            
            while(fci.read(buff) != -1){
                // 锁定缓存区域，防止读取null
                buff.flip();
                // 创建解码器转换为charbuffer输出
                Charset charset = Charset.forName("GBK");
                CharsetDecoder decode = charset.newDecoder();
                System.out.println(decode.decode(buff));
                
                // 数据读取完之后，初始化缓冲区
                buff.clear();
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}