什么是Java NIO?

同步非阻塞io模式，拿燒開水來說，NIO的做法是叫一個線程不斷的輪詢每個水壺的狀態，看看是否有水壺的狀態發生了改變，從而進行下一步的操作。Java NIO有三大組成部分：Buffer,Channel,Selector，通過事件驅動模式實現了什么時候有數據可讀的問題。

什么是Java BIO?

同步阻塞IO模式，數據的讀取寫入必須阻塞在一個線程內等待其完成。這里使用那個經典的燒開水例子，這里假設一個燒開水的場景，有一排水壺在燒開水，BIO的工作模式就是， 叫一個線程停留在一個水壺那，直到這個水壺燒開，才去處理下一個水壺。但是實際上線程在等待水壺燒開的時間段什么都沒有做。不知道io操作中什么時候有數據可讀，所以一直是阻塞的模式。

1、讀文件

package com.zhi.test;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileReader;import java.io.IOException;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.CharBuffer;import java.nio.channels.FileChannel;import java.nio.charset.Charset;import java.nio.charset.CharsetDecoder;import java.nio.file.Files;import java.nio.file.Paths;/** * 文件讀取，緩沖區大小（BF_SIZE）對NIO的性能影響特別大，對BIO無影響<br> * 10M的文件，BIO耗時87毫秒，NIO耗時68毫秒，Files.read耗時62毫秒 * * @author 張遠志 * @since 2020年5月9日19:20:49 * */public class FileRead { /** * 緩沖區大小 */ private static final int BF_SIZE = 1024; /** * 使用BIO讀取文件 * * @param fileName 待讀文件名 * @return * @throws IOException */ public static String bioRead(String fileName) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileReader reader = new FileReader(fileName); StringBuffer buf = new StringBuffer(); char[] cbuf = new char[BF_SIZE]; while (reader.read(cbuf) != -1) {buf.append(cbuf); } reader.close(); return buf.toString(); } finally { System.out.println('使用BIO讀取文件耗時：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用NIO讀取文件 * * @param fileName 待讀文件名 * @return * @throws IOException */ public static String nioRead1(String fileName) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileInputStream input = new FileInputStream(fileName); FileChannel channel = input.getChannel(); CharsetDecoder decoder = Charset.defaultCharset().newDecoder(); StringBuffer buf = new StringBuffer(); CharBuffer cBuf = CharBuffer.allocate(BF_SIZE); ByteBuffer bBuf = ByteBuffer.allocate(BF_SIZE); while (channel.read(bBuf) != -1) {bBuf.flip();decoder.decode(bBuf, cBuf, false); // 解碼，byte轉char，最后一個參數非常關鍵bBuf.clear();buf.append(cBuf.array(), 0, cBuf.position());cBuf.compact(); // 壓縮 } input.close(); return buf.toString(); } finally { System.out.println('使用NIO讀取文件耗時：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用Files.read讀取文件 * * @param fileName 待讀文件名 * @return * @throws IOException */ public static String nioRead2(String fileName) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { byte[] byt = Files.readAllBytes(Paths.get(fileName)); return new String(byt); } finally { System.out.println('使用Files.read讀取文件耗時：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } public static void main(String[] args) throws IOException { String fileName = 'E:/source.txt'; FileRead.bioRead(fileName); FileRead.nioRead1(fileName); FileRead.nioRead2(fileName); }}

2、寫文件

package com.zhi.test;import java.io.File;import java.io.FileOutputStream;import java.io.FileWriter;import java.io.IOException;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.FileChannel;import java.nio.file.Files;import java.nio.file.StandardOpenOption;/** * 文件寫<br> * 10M的數據，BIO耗時45毫秒，NIO耗時42毫秒，Files.write耗時24毫秒 * * @author 張遠志 * @since 2020年5月9日21:04:40 * */public class FileWrite { /** * 使用BIO進行文件寫 * * @param fileName 文件名稱 * @param content 待寫內存 * @throws IOException */ public static void bioWrite(String fileName, String content) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileWriter writer = new FileWriter(fileName); writer.write(content); writer.close(); } finally { System.out.println('使用BIO寫文件耗時：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用NIO進行文件寫 * * @param fileName 文件名稱 * @param content 待寫內存 * @throws IOException */ public static void nioWrite1(String fileName, String content) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileOutputStream out = new FileOutputStream(fileName); FileChannel channel = out.getChannel(); ByteBuffer buf = ByteBuffer.wrap(content.getBytes()); channel.write(buf); out.close(); } finally { System.out.println('使用NIO寫文件耗時：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用Files.write進行文件寫 * * @param fileName 文件名稱 * @param content 待寫內存 * @throws IOException */ public static void nioWrite2(String fileName, String content) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { File file = new File(fileName); if (!file.exists()) {file.createNewFile(); } Files.write(file.toPath(), content.getBytes(), StandardOpenOption.WRITE); } finally { System.out.println('使用Files.write寫文件耗時：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } public static void main(String[] args) throws IOException { String content = FileRead.nioRead2('E:/source.txt'); String target1 = 'E:/target1.txt', target2 = 'E:/target2.txt', target3 = 'E:/target3.txt'; FileWrite.bioWrite(target1, content); FileWrite.nioWrite1(target2, content); FileWrite.nioWrite2(target3, content); }}

3、復制文件

package com.zhi.test;import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.nio.channels.FileChannel;import java.nio.file.Files;import java.nio.file.Paths;/** * 文件復制<br> * 10M的文件，bio耗時56毫秒，nio耗時12毫秒，Files.copy耗時10毫秒 * * @author 張遠志 * @since 2020年5月9日17:18:01 * */public class FileCopy { /** * 使用BIO復制一個文件 * * @param target 源文件 * @param source 目標文件 * * @throws IOException */ public static void bioCopy(String source, String target) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileInputStream fin = new FileInputStream(source); FileOutputStream fout = new FileOutputStream(target); byte[] byt = new byte[1024]; while (fin.read(byt) > -1) {fout.write(byt); } fin.close(); fout.close(); } finally { System.out.println('使用BIO復制文件耗時：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用NIO復制一個文件 * * @param target 源文件 * @param source 目標文件 * * @throws IOException */ public static void nioCopy1(String source, String target) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileInputStream fin = new FileInputStream(source); FileChannel inChannel = fin.getChannel(); FileOutputStream fout = new FileOutputStream(target); FileChannel outChannel = fout.getChannel(); inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel); fin.close(); fout.close(); } finally { System.out.println('使用NIO復制文件耗時：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用Files.copy復制一個文件 * * @param target 源文件 * @param source 目標文件 * * @throws IOException */ public static void nioCopy2(String source, String target) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { File file = new File(target); if (file.exists()) {file.delete(); } Files.copy(Paths.get(source), file.toPath()); } finally { System.out.println('使用Files.copy復制文件耗時：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } public static void main(String[] args) throws IOException { String source = 'E:/source.txt'; String target1 = 'E:/target1.txt', target2 = 'E:/target2.txt', target3 = 'E:/target3.txt'; FileCopy.bioCopy(source, target1); FileCopy.nioCopy1(source, target2); FileCopy.nioCopy2(source, target3); }}

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