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Java NIO详解

作为一名前端开发者，我最近由于参与开发一个管理系统而陷入了一个长达20天的代码断更困境。面对即将到来的春招，我利用碎片化时间学习了NIO（非阻塞输入输出），并将学习笔记整理如下，希望能为同样经历过IO与NIO开发过程的开发者提供帮助。

一、NIO简介

NIO（Java NIO）与传统的IO有着相同的功能和目的，但在实现方式上有着显著的不同。NIO支持面向缓冲区的、基于通道的IO操作，这使得它在处理数据输入输出时比传统IO更高效。

二、NIO与传统IO的主要区别

1.传统IO特点

• 面向流：传统IO是基于流的概念，一个InputStream对应一个OutputStream，数据流动是单向的。
• 阻塞IO：传统IO是基于阻塞模型，即等待IO操作完成才会继续执行后续操作。

2.NIO特点

• 面向缓冲区：NIO操作是基于缓冲区的，数据以固定块的形式处理。
• 非阻塞IO：NIO支持非阻塞IO（Non Blocking IO），允许多个IO操作同时进行。
• 选择器（Selectors）：通过选择器（Selectors）可以同时监控多个通道的状态，提升IO操作的效率。

三、NIO的核心：通道与缓冲区

1.通道（Channel）

• 作用：连接IO设备（如文件或网络套接字）。
• 特点：通道本身不存储数据，需要配合缓冲区进行数据传输。

2.缓冲区（Buffer）

• 作用：用于存取和处理数据，缓冲区是基于内存的数组，支持多种数据类型（如ByteBuffer、CharBuffer等）。
• 操作：
  • allocate()：分配缓冲区。
  • put()：将数据写入缓冲区。
  • get()：从缓冲区读取数据。
  • flip()：切换读写模式。
  • rewind()：重置缓冲区位置。
  • clear()：清空缓冲区。
  • hasRemaining()：判断缓冲区是否还有剩余数据。

四、直接缓冲区与非直接缓冲区

• 非直接缓冲区：通过allocate()方法分配，缓冲区建立在JVM内存中。
• 直接缓冲区：通过allocateDirect()方法分配，缓冲区直接映射到物理内存，提升数据读写效率。

五、通道的原理与获取

1.通道类型

• FileChannel：用于文件操作。
• SocketChannel、ServerSocketChannel：用于网络通信。
• DatagramChannel：用于UDP数据包通信。

2.获取通道

• 对于支持通道的类（如FileInputStream、RandomAccessFile等），可以通过getChannel()方法获取通道。
• 网络IO：通过Socket、ServerSocket、DatagramSocket获取SocketChannel或DatagramChannel。

六、通道之间的数据传输

• transferFrom()与transferTo()：用于数据的传输。
• 示例：

  FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/1.txt"), OpenOption.READ);FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/2.txt"), OpenOption.WRITE);inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);

通过以上内容的学习，我希望能够帮助更多开发者快速掌握NIO的核心概念。如果有任何疑问或错误，欢迎在评论区指出！

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