本文主要向大家介绍了JAVA语言NIO基础使用教程，通过具体的内容向大家展示，希望对大家学习JAVA语言有所帮助。

前言

Java中的输入输出操作主要针对数据文件和Socket对象，传统的Java IO操作都是阻塞进行的，比如在读取网络数据的时候如果数据还没有返回那么read方法就会被阻塞一直等到网络数据返回或者发生错误，再读取的时候也采用流式读取数据。在Java1.4中引入了NIO处理输入输出，NIO采用内存映射文件的方式将文件或文件的一段映射到内存中，同时它使用块IO来处理数据效率更高。

缓冲区

缓冲区对象其实就是容器对象，在原来的IO操作中所有的数据读写都是直接通过Stream对象来完成，在NIO中读取数据需要放到缓冲区中，写入数据也需要放到缓冲区中。Java中所有的基础类型都有对应的缓冲区对象，ByteBuffer、DoubleBuffer、IntBuffer等。

缓冲区本质上来说是数组对象，它有三个重要的属性position、limit和capacity，它们的值有（0 <= position <= limit <= capacity）的大小关系。其中position作为操作的开始位置，不管是读取get操作还是写入put操作，position都会比自动更新；limit表明操作position时最多能够操作到的位置，capacity代表当前的缓冲区大小值。

public static void main(String[] args) {

 IntBuffer intBuffer = IntBuffer.allocate(10);

 for (int i = 0; i < intBuffer.capacity() - 3; i++) {

  intBuffer.put(i * 5);

 }

 intBuffer.flip();

 while (intBuffer.hasRemaining()) {

  System.out.print(intBuffer.get() + " ");

 }

}

// 0 5 10 15 20 25 30

上面的示例中IntBuffer由于是抽象类无法被实例化，就使用IntBuffer提供的静态方法初始化生成子类HeapIntBuffer对象，初始化它的容量为10个Int值，接下来在intBuffer对象中防止7个整数值，这时position=7，limit=10，后面通过flip调用将position=0，limit=7，hasRemaining方法不断比较position和limit属性大小，get方法会增加position大小，当position=limit代表数据完全读取完毕。

缓冲区的数据作为数组存放在JVM堆内存中，不过不同的JVM中数组对象的储存格式有所不同，为此引入了直接缓冲区，直接缓冲区位于JVM堆内存之外，它的请求和释放不参与GC，直接缓冲区使用的内存是通过调用本地操作系统的代码分配的，绕过了标准JVM堆栈。不过通过下面的Demo测试发现分配的内存被算到了堆内存容量中。

public static void main(String[] args) {

 // 直接分配10M内存

 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(10 * 1024 * 1024);

 System.out.println("Allocate Successfully!");

 try {

  Thread.sleep(3000);

 } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

 }

}

java -Xms5m -Xmx5m NewIOTest

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory

  at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:693)

  at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:123)

  at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:311)

  at NewIOTest.main(NewIOTest.java:5)

java -Xms15m -Xmx15m NewIOTest

Allocate Successfully!</init>

通道

通道类似旧IO操作中的Stream对象，不过通道对象能够读也能够写，通道只能读取缓冲区中的数据获取将数据写入到缓冲区中。通道对象代表的是数据文件或者Socket等与程序之间的连接通路，因而所有的Channel都不是通过构造器创建的，而是通过传统的节点InputStream、OutputStream的getChannel方法来返回响应的Channel。

FileInputStream fis = new FileInputStream("Main.java");

FileChannel fileChannel = fis.getChannel();

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(2048);

fileChannel.read(byteBuffer);

byteBuffer.flip();

while (byteBuffer.hasRemaining()) {

 System.out.print((char) byteBuffer.get());

}

选择子

Selector能够检测多个注册的通道上是否有事件发生，如果有事件发生，便获取事件然后针对每个事件进行相应的响应处理。这样一来，只是用一个单线程就可以管理多个通道，也就是管理多个连接。这样使得只有在连接真正有读写事件发生时，才会调用函数来进行读写，就大大地减少了系统开销，并且不必为每个连接都创建一个线程，不用去维护多个线程，并且避免了多线程之间的上下文切换导致的开销。这里通过实现一个简单的服务器只需要每次将用户输入的内容添加“Hello”之后返回到客户端。

public static void main(String[] args) throws Exception {

 ServerSocketChannel socketChannel = ServerSocketChannel.open();

 // 设置Socket是非阻塞的

 socketChannel.configureBlocking(false);

 // 绑定到5555端口

 socketChannel.bind(new InetSocketAddress(5555));

 Selector selector = Selector.open();

 // 为服务器注册接收事件

 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

 while (true) {

  int count = selector.select();

  if (count <= 0) continue;

  Set<selectionkey> selectionKeySet = selector.selectedKeys();

  Iterator<selectionkey> iterable = selectionKeySet.iterator();

  while (iterable.hasNext()) {

SelectionKey key = iterable.next();

if (key.isAcceptable()) {

 // 如果accept被激活，说明有客户端连接

 SocketChannel newSocketChannel = socketChannel.accept();

 newSocketChannel.configureBlocking(false);

 // 为客户端连接添注册读事件

 newSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

} else if (key.isReadable()) {

 // 如果读到客户端的数据

 SocketChannel clientSocket = (SocketChannel) key.channel();

 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);

 clientSocket.read(byteBuffer);

 System.out.println(new String(byteBuffer.array()));

 String text = "Hello: " + new String(byteBuffer.array())  + "\r\n";

 // 将Hello + 客户端数据返回给用户

 clientSocket.write(ByteBuffer.wrap(text.getBytes()));

}

iterable.remove();

  }

 }

}</selectionkey></selectionkey>

本文由职坐标整理并发布，希望对同学们有所帮助。了解更多详情请关注编程语言JAVA频道！