java nio基础使用示例

下面是“Java NIO基础使用示例”的完整攻略。

什么是Java NIO

Java NIO（New IO）是Java SE 1.4中引入的一个新IO API，它支持高速度的I/O，非阻塞式I/O、可扩展的I/O操作和更好的内存管理等特性。相对于传统的Java I/O API，Java NIO更为灵活、高效，因此在高负载的网络应用中得到了广泛的应用。

Java NIO的主要组成部分

Java NIO包含以下核心组成部分：

缓冲区（Buffer）：缓冲区是用来存放数据的一段连续内存区域，NIO中所有的数据都存储在缓冲区中。
通道（Channel）：通道用于在缓冲区和数据源（如文件、网络Socket等）之间进行读写操作。通道类似于传统IO中的流，但是通道是双向的，可以进行读写操作，而流只支持单向流动。
选择器（Selector）：选择器用于监控多个通道的状态，当其中有一个或多个通道准备就绪时，选择器就会返回这些通道，然后可以对这些通道进行读写操作，这样就可以实现单线程处理多个通道的操作。

Java NIO 示例

接下来，我们通过几个示例来演示Java NIO的基本用法。

示例1：使用通道进行文件读写操作

通过以下代码来演示使用通道进行文件读写操作的基本步骤：

import java.io.File;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class FileChannelExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        RandomAccessFile file = new RandomAccessFile(new File("input.txt"), "rw");
        FileChannel channel = file.getChannel();
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        int bytesRead = channel.read(buffer);
        while (bytesRead != -1) {
            System.out.println("Read " + bytesRead);
            buffer.flip();
            while (buffer.hasRemaining()) {
                System.out.print((char) buffer.get());
            }
            buffer.clear();
            bytesRead = channel.read(buffer);
        }
        file.close();
    }
}

代码解释：

首先创建一个RandomAccessFile对象，指定要读取或写入的文件和操作模式。
通过RandomAccessFile对象的getChannel()方法获取文件对应的FileChannel对象。
分配一个缓冲区，用于存放读入的数据。
调用read()方法读取文件数据，将数据读入缓冲区。
调用缓冲区的flip()方法，切换为读模式。
利用hasRemaining()方法判断缓冲区是否还有剩余数据，如果有调用get()方法获取数据。
调用缓冲区的clear()方法，清空已经读取的数据，为下一次读取做准备。
重复调用read()方法直到读取到文件的结尾位置。

示例2：使用选择器进行多路复用

通过以下代码来演示使用选择器进行多路复用的基本步骤：

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class SelectorExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Selector selector = Selector.open();
        SocketChannel channel = SocketChannel.open();
        channel.configureBlocking(false);
        channel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8080));
        channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
        while (true) {
            int count = selector.select();
            if (count <= 0) {
                continue;
            }
            Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> iterator = keys.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                SelectionKey key = iterator.next();
                if (key.isConnectable()) {
                    SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
                    sc.finishConnect();
                    sc.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);
                } else if (key.isWritable()) {
                    SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap("Hello World".getBytes());
                    sc.write(buffer);
                    buffer.flip();
                    sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                } else if (key.isReadable()) {
                    SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                    sc.read(buffer);
                    buffer.flip();
                    System.out.println(new String(buffer.array()));
                    sc.close();
                }
                iterator.remove();
            }
        }
    }
}

代码解释：

首先创建一个Selector对象。
创建一个SocketChannel对象，并将其配置为非阻塞模式。
调用connect()方法连接到服务器，并将该通道注册到选择器中。注册时指定了该通道感兴趣的OP_CONNECT操作，表示该通道将会连接到服务器。
进入无限循环，在循环中调用select()方法获取已准备就绪的通道数，如果没有可用的通道，则继续等待。
如果有通道已经准备就绪，则调用selectedKeys()方法获取已准备就绪的通道的集合。
循环遍历集合中的通道，通过判断通道注册时指定的操作类型来确定对应的操作。
如果通道已经连接到服务器，则调用finishConnect()方法完成连接，并将该通道注册到选择器中。注册时指定了该通道感兴趣的OP_WRITE操作，表示该通道将会向服务器发送数据。
如果通道已经准备好写入数据，则将数据写入通道，然后将该通道注册到选择器中。注册时指定了该通道感兴趣的OP_READ操作，表示该通道将会从服务器读取响应数据。
如果通道已经准备好读取数据，则读取数据，并将数据打印输出。
循环结束之后，关闭通道和选择器。

以上就是Java NIO的两个示例，可以帮助初学者更好地理解Java NIO的基本原理和使用方法。

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什么是Java NIO

Java NIO的主要组成部分

Java NIO 示例

示例1：使用通道进行文件读写操作

示例2：使用选择器进行多路复用

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