NIO 和 NIO.2 有什麼區別？

一、簡介

在本教程中，我們將介紹 Java IO 功能以及它們在不同 Java 版本中的變化。首先，我們將介紹初始 Java 版本中java.io接下來，我們將java.nio Java 1.4 中引入的 java.nio 包。最後，我們將介紹java.nio.file包，通常稱為 NIO.2 包。

2.Java NIO 包

第一個 Java 版本與java.io包一起發布，引入a File類來訪問文件系統。 File類表示文件和目錄，並提供對文件系統的有限操作。可以創建和刪除文件，檢查它們是否存在，檢查讀/寫訪問等。

它也有一些缺點：

缺少複製方法——要復制一個文件，我們需要創建兩個File實例並使用一個緩衝區來讀取一個並寫入另一個File實例。
錯誤處理錯誤——一些方法返回boolean作為操作成功與否的指示符。
一組有限的文件屬性——名稱、路徑、讀/寫權限、可用內存大小等等。
阻塞 API——我們的線程被阻塞，直到 IO 操作完成。

要讀取文件，我們需要一個FileInputStream實例來從文件中讀取字節：

@Test
 public void readFromFileUsingFileIO() throws Exception {
 File file = new File("src/test/resources/nio-vs-nio2.txt");
 FileInputStream in = new FileInputStream(file);
 StringBuilder content = new StringBuilder();
 int data = in.read();
 while (data != -1) {
 content.append((char) data);
 data = in.read();
 }
 in.close();
 assertThat(content.toString()).isEqualTo("Hello from file!");
 }

接下來，Java 1.4 引入了捆綁在java.nio包中的非阻塞 IO API（nio 代表新 IO）。引入 NIO 是為了克服java.io包的限制。這個包引入了三個核心類： Channel 、 Buffer和Selector 。

2.1 `Channel`

Java NIO Channel是一個允許我們讀取和寫入緩衝區的類。 Channel類類似於Streams （這裡我們說的是 IO Streams ，而不是 Java 1.8 Streams ），但有一些不同之處。 Channel是雙向的，而Streams通常是單向的，它們可以異步讀寫。

Channel類有幾個實現，包括FileChannel用於文件系統讀/寫， DatagramChannel用於使用 UDP 在網絡上讀/寫，以及SocketChannel用於使用 TCP 在網絡上讀/寫。

2.2 `Buffer`

緩衝區是一塊內存，我們可以從中讀取或寫入數據。 NIO Buffer對象包裝了一個內存塊。 Buffer類提供了一組與內存塊一起工作的功能。要使用Buffer對象，我們需要了解Buffer類的三個主要屬性：容量、位置和限制。

容量定義了內存塊的大小。當我們將數據寫入緩衝區時，我們只能寫入有限的長度。當緩衝區已滿時，我們需要讀取數據或清除數據。
位置是我們寫入數據的起點。一個空緩衝區從 0 開始到capacity – 1 。另外，當我們讀取數據時，我們從位置值開始。
限制意味著我們如何從緩衝區寫入和讀取。

Buffer類有多種變體。每個原始 Java 類型一個，不包括Boolean類型和MappedByteBuffer 。

要使用緩衝區，我們需要知道一些重要的方法：

allocate(int value) –我們使用這個方法來創建一個特定大小的緩衝區。
flip() - 此方法用於從寫入模式切換到讀取模式
clear() –清除緩衝區內容的方法
compact() –只清除我們已經閱讀的內容的方法
rewind() –位置重置為 0，以便我們可以重新讀取緩衝區中的數據

使用前面描述的概念，讓我們使用Channel和Buffer類從文件中讀取內容：

@Test
 public void readFromFileUsingFileChannel() throws Exception {
 RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("src/test/resources/nio-vs-nio2.txt", "r");
 FileChannel channel = file.getChannel();
 StringBuilder content = new StringBuilder();
 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(256);
 int bytesRead = channel.read(buffer);
 while (bytesRead != -1) {
 buffer.flip();
 while (buffer.hasRemaining()) {
 content.append((char) buffer.get());
 }
 buffer.clear();
 bytesRead = channel.read(buffer);
 }
 file.close();
 assertThat(content.toString()).isEqualTo("Hello from file!");
 }

在初始化所有需要的對像後，我們從通道讀取到緩衝區。接下來，在 while 循環中，我們使用flip()方法標記要讀取的緩衝區，並一次讀取一個字節，並將其附加到我們的結果中。最後，我們清除數據並讀取另一批。

2.3. `Selector`

Java NIO Selector 允許我們用一個線程管理多個通道。要使用選擇器對象監控多個通道，每個通道實例必須處於非阻塞模式，並且我們必須註冊它。通道註冊後，我們得到一個SelectionKey對象，表示通道和選擇器之間的連接。當我們有多個通道連接到一個選擇器時，我們可以使用select()方法來檢查有多少通道可供使用。調用select()方法後，我們可以使用selectedKeys()方法獲取所有準備好的通道。

2.4. NIO封裝的缺點

java.nio包引入的變化更多與底層數據 IO 相關。雖然他們允許非阻塞 API，但其他方面仍然存在問題：

對符號鏈接的有限支持
對文件屬性訪問的有限支持
缺少更好的文件系統管理工具

3.Java NIO.2 包

Java 1.7 引入了新的java.nio.file包，也稱為 NIO.2 包。 java.nio包中不支持的非阻塞 IO 的異步方法。最重要的變化與高級文件操作有關。它們與Files, Path,和Paths類一起添加。最顯著的低級更改是添加了AsynchroniousFileChannel和AsyncroniousSocketChannel 。

Path對象表示由分隔符分隔的目錄和文件名的分層序列。根組件在最左邊，而文件在右邊。此類提供實用方法，例如getFileName() 、 getParent()等。 Path類還提供resolve和relativize方法，幫助在不同文件之間構建路徑。 Paths 類是一組靜態實用程序方法，它們接收String或URI以創建Path實例。

Files類提供了使用前面描述的Path類並對文件、目錄和符號鏈接進行操作的實用方法。它還提供了一種使用readAttributes()方法讀取許多文件屬性的方法。

最後，讓我們看看 NIO.2 在讀取文件時與之前的 IO 版本相比如何：

@Test
 public void readFromFileUsingNIO2() throws Exception {
 List<String> strings = Files.readAllLines(Paths.get("src/test/resources/nio-vs-nio2.txt"));
 assertThat(strings.get(0)).isEqualTo("Hello from file!");
 }

4.結論

在本文中，我們介紹了java.nio和java.nio.file包的基礎知識。我們可以看到，NIO.2 並不是 NIO 包的新版本。 NIO 包引入了用於非阻塞 IO 的低級 API，而 NIO.2 引入了更好的文件管理。這兩個包不是同義詞，而是相互補充。

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NIO 和 NIO.2 有什麼區別？

一、簡介

2.Java NIO 包

2.1 Channel

2.2 Buffer

2.3. Selector