NIO简介

JAVA NIO是在JDK1.4中引入的，因此它是一个很古老的特性了。与NIO相对应的我们称之为BIO(阻塞IO)。NIO相比于BIO的区别有很多，比如BIO是面向流的，而NIO是面向块的，但最根本的区别在于是否阻塞，BIO是阻塞的，而NIO是非阻塞的。

阻塞是指线程处理过程中，如果需要IO，则线程一直等待，直到拿到需要的数据继续往下执行。非阻塞则是线程发出IO指令后，不会立刻得到结果，也不会阻塞等待，它让出CPU让其他线程执行。一旦IO指令有了结果后，以回调或监听等方式通知调用线程继续执行后续处理。无疑，NIO对整个系统性能来讲更友好，效率更好。

关于Buffer

谈到NIO，就不能不提它的一个重要部件Buffer，顾名思义，buffer就是缓冲区，它是对IO数据进行临时存储的内存区域。使用缓冲区可将多次读写数据暂存于内存，等一个合适的时机再做实际的IO操作(比如通过网络发包、写入磁盘等)，从而减少实际的物理读写次数。

JAVA NIO 的Buffer是一个抽象类，它的一个及其重要的子类就是ByteBuffer，也是一个抽象类。ByteBuffer有很多实现，见下图。

ByteBuffer类图结构

关于Buffer在JDK中是一个庞大的实现，各种特性的buffer适应于各种应用场景，本篇我们仅就ByteBuffer做一些分析介绍。

HeapByteBuffer：它分配在JVM的堆内存上,底层数据结构是一个数组。

DirectByteBuffer：它与HeapByteBuffer不一样，它是在JVM之外开辟了一块内存区域，位于操作系统的内存中，JVM里维护一个引用address指向这片内存区域。这样的优势是和IO设备交互时，性能更优。因为外设不能直接和JVM内存交换数据，而是需要把JVM内存数据和系统内存进行一次交换，外设只和系统内存进行交换。使用DirectByteBuffer，则可以省去这一步，实现所谓的zero copy (零拷贝)。

ByteBuffer的用法

属性

所有Buffer都有4个属性：capacity、limit、position、mark，并遵循mark <= position <= limit <= capacity的原则。这四个属性的含义解释如下：

方法

实例化方法

如前所属Buffer类是一个抽象类。它的直接子类(如ByteBuffer等)也是抽象类，它们不能被直接实例化。我们要创建Buffer对象可以使用它自带的一些特定方法来实现。比如ByteBuffer类提供了4个静态工厂方法供我们来得到ByteBuffer的实例。

一些常用方法

示例代码

我就ByteBuffer结合FileChannel写了一些简单的示例代码，没有用到很多的ByteBuffer方法的特性，有些简陋，仅做抛砖引玉之用。

下面这行代码是将字符串写入byteBuffer中，此时，byteBuffer为写模式。

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(content.getBytes());

代码一

下面的代码我使用ByteBuffer实现一个字符串写入文件的功能。

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(content.getBytes());

上面这行代码是将字符串写入byteBuffer中，实例化方法用的是wrap()，此时，byteBuffer为写模式。

ByteBuffer byteBuffer01 = ByteBuffer.allocate(content.getBytes().length);

byteBuffer01.put(content.getBytes());

除了warp方法可以将内容放入缓冲区外，也可以使用put()方法将内容放入ByteBuffer中，像上面这样。

byteBuffer.flip();

上面这行代码是将写模式切换为读模式，因为后续需要读取byteBuffer的内容写入文件。

public static void writeContentToFile(String content,String filePath){

//创建一个buffer，按实际内容分配buffer大小

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(content.getBytes());

// ByteBuffer byteBuffer01 = ByteBuffer.allocate(content.getBytes().length);

// byteBuffer01.put(content.getBytes());

//反转buffer的模式为读模式

byteBuffer.flip();

try(FileOutputStream fo = new FileOutputStream(filePath);

FileChannel channel = fo.getChannel()) {

while(byteBuffer.hasRemaining()) {

channel.write(byteBuffer);

}

}catch (Exception e){

e.printStackTrace();

}

}

代码二

下面的代码是使用FileChannel将内容从文件读取到ByteBuffer中，然后再从ByteBuffer把数据写入另外一个文件，从而实现文件复制。

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(512);

上面这行代码是ByteBuffer的又一个实例化方法，直接分配大小为512的byte数组作为缓冲区。

public static void readContentToAnotherFile(String sourceFilePath,String targetFilePath){

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(512);

try(FileInputStream inputStream = new FileInputStream(sourceFilePath);

FileChannel readChannel = inputStream.getChannel();

FileOutputStream fo = new FileOutputStream(targetFilePath);

FileChannel writeChannel = fo.getChannel()) {

//读取文件到buffer

readChannel.read(byteBuffer);

byteBuffer.put("\n".getBytes());

byteBuffer.put("copy successful".getBytes());

//反转buffer的模式为读模式

byteBuffer.flip();

while(byteBuffer.hasRemaining()) {

writeChannel.write(byteBuffer);

}

}catch (Exception e){

e.printStackTrace();

}

}

本代码只是示例代码，对于超过512的文件拷贝并不适用，需要自己完善修改。

代码三

本示例严格来讲，算不上ByteBuffer的示例代码，只是由于前面两个例子都是讲的文件操作相关，且FileChannel也是一个常用的NIO类，索性就一并写在这，供大家交流。下面这个例子也是一个文件拷贝的例子，使用FileChannel的transferFrom或transferTo方法，寥寥几行代码，轻松实现文件拷贝。

public static void copyFile(String sourceFilePath,String targetFilePath){

try(FileChannel inputChannel = new FileInputStream(sourceFilePath).getChannel();

FileChannel outputChannel = new FileOutputStream(targetFilePath).getChannel();) {

//两种写法都是可以的，只是主动和被动方的表现形式不一样

// inputChannel.transferTo(0,inputChannel.size(),outputChannel);

outputChannel.transferFrom(inputChannel,0,inputChannel.size());

}catch (Exception e){

e.printStackTrace();

}

}