还搞不懂Java NIO？快来读读这篇文章("Java NIO入门必读：轻松掌握核心概念与实战技巧")

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ithorizon 7个月前 (10-19) 阅读数 23 #后端开发

Java NIO入门必读：轻松掌握核心概念与实战技巧

一、Java NIO简介

Java NIO（Non-blocking I/O）是Java的新I/O编程模型，它在Java 1.4版本中被引入。与传统的Java I/O不同，NIO提供了更高效的I/O操作，核心特点包括：面向缓冲区、通道、非阻塞I/O和选择器。NIO的设计让Java程序可以处理大量的并发连接，这对于网络编程尤为重要。

二、Java NIO核心概念

下面我们来了解一下Java NIO的核心概念。

1. 缓冲区(Buffer)

缓冲区是NIO操作中的核心概念，它是一个可以写入数据，然后可以读取数据的内存块。缓冲区本质上是一块内存数组，提供了对数据的随机访问。Java NIO定义了多种类型的缓冲区，如ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer等。


ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); // 分配一个容量为1024字节的缓冲区

2. 通道(Channels)

通道是Java NIO中用于数据传输的抽象概念，可以看作是数据的通道。通道与传统的流类似，但它们之间的核心区别在于通道可以进行异步读写操作。常见的通道有FileChannel、SocketChannel等。


FileChannel channel = new FileInputStream("file.txt").getChannel(); // 获取文件通道

3. 选择器(Selectors)

选择器是Java NIO中用于处理多个通道的组件。通过使用选择器，我们可以实现非阻塞I/O操作，从而节约程序的并发性能。选择器可以监控多个通道上的事件，如连接请求、数据可读等。


Selector selector = Selector.open(); // 打开选择器

三、Java NIO实战技巧

下面我们来了解一下Java NIO在实际编程中的应用。

1. 文件读写

使用NIO进行文件读写操作，我们可以利用FileChannel类。以下是一个易懂的文件复制示例：


public void copyFile(String source, String dest) throws IOException {
    FileChannel sourceChannel = new FileInputStream(source).getChannel();
    FileChannel destChannel = new FileOutputStream(dest).getChannel();
    destChannel.transferFrom(sourceChannel, 0, sourceChannel.size());
    sourceChannel.close();
    destChannel.close();
}

2. 网络编程

Java NIO在网络编程中也有广泛的应用，以下是一个易懂的非阻塞服务器示例：


public void server() throws IOException {
    Selector selector = Selector.open();
    ServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open();
    serverSocket.bind(new InetSocketAddress(8080));
    serverSocket.configureBlocking(false);
    serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    while (true) {
        selector.select(); // 非阻塞等待事件
        Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
        Iterator iter = selectedKeys.iterator();
        while (iter.hasNext()) {
            SelectionKey key = iter.next();
            iter.remove();
            if (key.isAcceptable()) {
                ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
                SocketChannel client = server.accept();
                client.configureBlocking(false);
                client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
            }
            if (key.isReadable()) {
                SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                int read = client.read(buffer);
                if (read == -1) {
                    client.close();
                    continue;
                }
                buffer.flip();
                client.write(buffer);
                buffer.clear();
            }
        }
    }
}