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用NIO读写资料

2012-11-04 
用NIO读写文件我们用原有 IO 读写文件应该不会陌生了,顺带回顾一下,大致两种:1. 在 InputStream 或 Output

用NIO读写文件
我们用原有 IO 读写文件应该不会陌生了,顺带回顾一下,大致两种:

1. 在 InputStream 或 OutputStream 上读写字节或字节数组,读 InputStream 时用是否返回 -1 来判断是否到达末尾。
2. 包装成 Reader/Writer 可以直接读写字符串,进一步包装到 BufferedReader/BufferedWriter 就可以按行读写了。readLine() 时看是否返回 null 断定是否读完了最后一行。

现在我们要用 NIO 来读写文件,肯定是要用到 Channel 和 Buffer 了。一句话描述过程就是从 FileInputStream 得到的 FileChannel 中读取数据到 Buffer 中,再处理 Buffer 中的数据。看代码:

    01.public static void main(String[] args) throws Exception {
    02.? ? FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/Java/jdk1.6.0_18/LICENSE");
    03.? ?
    04.? ? //得到文件通道
    05.? ? FileChannel fc = fis.getChannel();
    06.? ?
    07.? ? //分配与文件尺寸等大的缓冲区
    08.? ? ByteBuffer bf = ByteBuffer.allocate((int) fc.size());
    09.? ?
    10.? ? //整个文件内容全读入缓冲区,即是内存映射文件
    11.? ? fc.read(bf);
    12.? ?
    13.? ? //把缓冲中当前位置回复为零
    14.? ? bf.rewind();
    15.? ?
    16.? ? //输出缓冲区中的内容
    17.? ? while (bf.hasRemaining()) {
    18.? ? ? ? System.out.print((char) bf.get());
    19.? ? }
    20.}
复制代码上面程序使用了一个与文件尺寸等大的缓冲区,正好能一次性把文件内容全部读入内存,如果文件过多将是十分耗费的内存的,所以我们可能须手工指定某个大小(如 1024,2048) 的缓冲区,然后分多次读入文件内容到缓冲区中。这时候程序就是下面那样子了:
    01.public static void main(String[] args) throws Exception {
    02.? ? FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/Java/jdk1.6.0_18/LICENSE");
    03.
    04.? ? // 得到文件通道
    05.? ? FileChannel fc = fis.getChannel();
    06.
    07.? ? // 指定大小为 1024 的缓冲区
    08.? ? ByteBuffer bf = ByteBuffer.allocate(1024);
    09.
    10.? ? // 读取通道中的下一块数据到缓冲区中
    11.? ? // 缓冲区的 position 即为当前缓冲区中最后有效位置
    12.? ? while (fc.read(bf) != -1) {
    13.
    14.? ? ? ? //把缓冲中当前位置回复为零,前把缓冲区的 limit 设置为之前 position 值
    15.? ? ? ? bf.flip();
    16.
    17.? ? ? ? // 输出缓冲区中的内容
    18.? ? ? ? while (bf.hasRemaining()) {
    19.? ? ? ? ? ? System.out.print((char) bf.get());
    20.? ? ? ? }
    21.
    22.? ? ? ? // 清理缓冲区,准备再次读取数据
    23.? ? ? ? bf.clear();
    24.? ? }
    25.}

    留意对缓冲区的 rewind()/flip()/clear() 操作所产生的影响,即对 position/limit/mark 等标志的影响。最后提醒操作完之后,要关闭通道和输入流。

    用 ByteBuffer 知道了怎么读文件内容(当然,还未涉及到中文内容)并打印到屏幕后,再来看看 NIO 怎么写文件:

    view source
    print?
    01.public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException{
    02.? ? FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:/nio.tst");
    03.
    04.? ? // 得到文件通道
    05.? ? FileChannel fc = fos.getChannel();
    06.
    07.? ? // 指定大小为 1024 的缓冲区
    08.? ? ByteBuffer bf = ByteBuffer.allocate(1024);
    09.
    10.? ? // 要写入文件的字符串
    11.? ? String greeting = "Hello, Java NIO";
    12.? ?
    13.? ? //把以上字符串逐字放入缓冲区
    14.? ? for (int i = 0; i < greeting.length(); i++) {
    15.? ? ? ? bf.putChar(greeting.charAt(i));
    16.? ? }
    17.? ?
    18.? ? // 记得执行这个方法,使得 position=0, limit=30, 才能写入正确的数据
    19.? ? // 否则 position 为 30, limit 为 1024,将会把 30 之后的全部空数据(0) 填到文件中
    20.? ? bf.flip();
    21.
    22.? ? // 缓冲区数据写入到文件中,会把缓冲区中从 position 到 limit 之间的数据写入文件
    23.? ? fc.write(bf);
    24.? ?
    25.? ? fc.close(); //关闭文件通道
    26.? ? fos.close(); //关闭文件输出流
    27.}
复制代码同样的,如果是写入中文内容,也需要进行字符集的相关处理。执行后在 C 盘根目录下产生 nio.tst 文件,内容就是 Hello, Java NIO。此代码的关键之处就是对缓冲的 flip() 调用,你可以在调试模式下观察到 flip() 方法调用前后,缓冲区 bf 的 position/limit 属性的变化。试着注释掉 flip() 代码,看看两次生成的 nio.tst 文件内容是不是大相径庭。

所以,要用好 NIO,缓冲区的 mark/position/limit/capacity 属性应理解,以及 clear()/flip()/rewind() 分别会怎么影响到以上属性。

还有,虽然说通道是双向的,字面上不像流那样区分输入通道或是输出通道,但实际通道也存在只读或只写的特性,例如由 FileInputStream.getChannel() 获得的通道是无法写入内容的,由 FileOutputStream.getChannel() 获得的通道是不能读的,否则会抛出相应的异常 NonWritableChannelException 和 NonReadableChannelException。而且 Buffer 也存在着是否只读的属性。

前面的代码在这里只是说明用 NIO 读写文件应如何处理,并不是说比起用旧 IO 流式的写法效率就更高了。NIO 的高效率只会体现在有些时候,并非任何时候都优于旧 IO,那是块操作和字节操作的区别,用 NIO 时要小心内存。伸手就能摘到的梨用不着搬个凳子,何况旧 IO 实现起来还更简洁些呢!

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