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Java NIO原理和使用

引言

Java NIO（New Input/Output）是Java 1.4版本引入的一套新的I/O API。与旧的I/O API相比，Java NIO提供了更高效、更灵活的I/O操作方式。本文将介绍Java NIO的原理和使用，并提供相关的代码示例。

Java NIO原理

Java NIO的核心概念是通道（Channel）和缓冲区（Buffer）。与旧的I/O API不同，Java NIO将数据从一个通道（Channel）写入缓冲区（Buffer），然后从缓冲区读取数据到另一个通道（Channel）。这种方式的优势在于，可以使用单独的线程管理多个通道，提高系统的吞吐量。

Java NIO的基本组成部分有：

通道（Channel）：数据源和目的地的连接，可以是文件、网络、管道等。
缓冲区（Buffer）：用于存储数据的区域，可以读取数据到缓冲区，也可以将缓冲区中的数据写入到通道。
选择器（Selector）：用于监听多个通道的事件，可以实现多路复用，提高系统的效率。

Java NIO使用示例

读取文件

下面的示例演示了如何使用Java NIO读取文件的内容，并将其打印到控制台上。

import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class FileReadExample {

    public static void main(String[] args) {
        Path path = Paths.get("path/to/file.txt"); // 替换为实际的文件路径

        try {
            byte[] bytes = Files.readAllBytes(path);
            String content = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);
            System.out.println(content);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

写入文件

下面的示例演示了如何使用Java NIO将内容写入文件。

import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class FileWriteExample {

    public static void main(String[] args) {
        Path path = Paths.get("path/to/file.txt"); // 替换为实际的文件路径

        String content = "Hello, NIO!";

        try {
            Files.write(path, content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), StandardOpenOption.CREATE);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用选择器

下面的示例演示了如何使用Java NIO的选择器来监听多个通道的事件。

import java.io.IOException;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.SocketChannel;

public class SelectorExample {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Selector selector = Selector.open();

            SocketChannel channel1 = SocketChannel.open();
            channel1.configureBlocking(false);
            channel1.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

            SocketChannel channel2 = SocketChannel.open();
            channel2.configureBlocking(false);
            channel2.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);

            // 处理事件
            while (true) {
                int readyChannels = selector.select();

                if (readyChannels > 0) {
                    for (SelectionKey key : selector.selectedKeys()) {
                        if (key.isReadable()) {
                            // 读取数据
                        } else if (key.isWritable()) {
                            // 写入数据
                        }
                    }
                    selector.selectedKeys().clear();
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}