java NIO（一）----NIO基本概念

  前几天写了几篇关于IO操作的博客，今天再记录一下NIO相关知识点。

NIO和IO的区别

1. 什么是NIO？

   NIO是java1.4版本引入的，可以替代标准的java IO API,它与原来的IO有同样的作用和目的，但是IO是面向流的（字节流、字符流之类）,但是NIO是面向缓冲区的、非阻塞式IO。整个图看一下：

上图是NIO的传输方式，Channel就是我们的管道，如果你的程序和本地磁盘之间需要进行IO传输，通过使用NIO的方式，你可以从程序中将数据读到Buffer缓冲区中，然后Buffer再经过管道将数据写到本地磁盘。你也可以从本地磁盘中将数据读到Buffer缓冲区，然后缓冲区再通过Channel管道将数据写到程序中。它的传输与原来IO不同，它的双向的（以上工作流程可以想象成火车在两地之间来回运送旅客的情景）

2. NIO的核心

  NIO的核心就是通道（Channel)和缓冲区(Buffer)。若要使用NIO系统，需要获取用户连接文件的通道以及用于容纳数据的缓冲区。然后操作缓冲区，对数据进行处理.

3. IO和NIO的区别？

IO：
   我们读文件需要创建一条输入流管道，写文件需要创建一条输出流管道，所以IO时单向传输。
   IO的管道内是字节流，所以IO是面向流。
NIO：
   读写文件都是在一个管道内，所以是双向传输。
   NIO管道内是缓冲区，所以是NIO是面向缓冲区。

Buffer缓冲区

  Buffer缓冲区的作为NIO的核心之一，其主要的作用就是存储数据。缓冲区就是数组，用于存储不同数据类型的数据。

1.Buffer分类（根据数据类型）

1.ByteBuffer
2.CharBuffer
3.ShortBuffer
4.IntBuffer
5.LongBuffer
6.FolatBuffer
7.DoubleBuffer

  以上除了boolean类型没有对应的Buffer外，其他的基本数据类型都有对应的Buffer缓冲区。都是通过allocate()方法来获取缓冲区。

CharBuffer allocate = CharBuffer.allocate(1024);

  以上代码我们创建了一个指定大小为1024字节的缓冲区。

2.缓冲区存取数据的核心方法

1.get():将数据从缓冲区中取出来
2.put():将数据存到缓冲区

3.缓冲区核心属性

  以上7种缓冲区都是继承了父类Buffer,在父类Buffer中可以看到缓冲区有3种属性，


1.position：位置：☞缓冲区正在操作数据的位置
2.limit：界限：☞缓冲区可以操作数据的大小，limit之后的数据是不能修改的，一旦指定界限，无法更改
3.capacity：容量：☞缓冲区最大存储数据的容量，指定之后无法改变
mark：标记 ☞此属性没有特别的意义，mark就是用于在缓冲区的位置打个标记，一般配合reset（将此缓冲区的位置重置为之前mark标记的位置）来使用，注意：mark永远不会为负数，如果mark=-1，相当于丢弃mark。

  下图可以很清楚的了解NIO的读写数据的过程：

4.NIO读写切换

  使用NIO的话，就不得不提一下NIO的读写切换，也就是将Buffer缓冲区从读模式切换到写模式，我们一般使用缓冲区对象的flip()方法来进行读写模式的切换，来段伪代码：

@Test
	void contextLoads() {

		//创建指定大小为1024字节的缓冲区
		ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
		//将一段字符串放到缓冲区中
		String str = "北京";
		byteBuffer.put(str.getBytes());

		//将缓冲区从写模式切换为读模式
		byteBuffer.flip();

		//将缓冲区中的数据写回来
		byte[] bytes = new byte[byteBuffer.limit()];
		byteBuffer.get(bytes);
		
		System.out.println(new String(bytes, 0, bytes.length));

	}

  再来看看flip()方法的源码，调用flip()方法，缓冲区正在操作的数据位置将会赋值给limit界限，然后将正要操作的数据位置清0，

  public final Buffer flip() {
        limit = position;
        position = 0;
        mark = -1;
        return this;
    }

  无论是使用哪种类型的缓冲区，在进行读写切换的时候，都需要调用缓冲区对象的flip()方法。

5.clear()方法和rewind()方法

  Buffer对象中的clear()方法和rewind()方法相对于其他方法来说，既有相通的地方又有很明显的区别，总结一下两者的主要区别：
  
1.clear():

public final Buffer clear() {
        position = 0;
        limit = capacity;
        mark = -1;
        return this;
    }

从clear()的源码中可以看出，调用此方法，缓冲区的位置被置为0，然后将缓冲区的容量赋值给了界限，mark标记也被遗弃，相当于将缓冲区清空，此时如果有未未处理的数据也不会再被处理。
  
2.rewind():

public final Buffer rewind() {
        position = 0;
        mark = -1;
        return this;
    }

从rewind()的源码中可以看到，它与clear()最主要的区别就是rewind()只将位置置为0，并没有对界限limit进行调整赋值。所以调用rewind()方法，我们可以从头开始处理数据，limit界限不变。