Please Call Me NIO

　　与其他语言相比，Java的IO功能显得异常复杂，各种流操作，通过程序员多次封装才可以达到操作文件的目的。自从jdk1.4之后，java提供了一个新的api完成IO操作，人称New IO(NIO)，使用java nio包来进行IO操作，相比原先的API相比要方便多了（每次用老的api写IO操作，心中就会有千万的草泥马飘过）。Jdk1.7发布后，java nio又有了新的改进，人称NIO.2。终于java的IO操作可以和其他语言接轨了T^T。

 

下面就来了解下java的NIO包（注意了啊~这里我使用的jdk版本是1.7）

 

探索Path与Files

在java 7 中文件路径和对文件的操作被很清晰地用两个类分开了,路径全部使用Path来处理,而文件的操作则通过Files类来操作。

Path的创建非常简单,通过Paths.get()方法就可以获得了。

Path path=Paths.get("F:\javawork\eclipsework");
System.out.println(path.toAbsolutePath());
System.out.println(path.getFileName());
System.out.println(path.getRoot());
System.out.println(path.getParent());
System.out.println(path.getNameCount());

通过这个path对象，就可以获得很多和路径有关的信息了。

为了兼容java 6 ，File类中特别添加了一个toPath() 方法帮助File类获取Ptah对象，于此同时，Path也拥有一个toFile()方法，方便两个类相互转换。

有了Path的帮助，接下来就是处理文件的操作了。我们在获取的了相应的路径之后，现在就需要Files类来操作文件了。

之前提到路径的处理和文件的处理被分的很清楚，那么文件的相关信息，就只有由Files类来完成了。

Path path=Paths.get("F:\javawork\eclipsework\jdk7Test\src\pro\app\hello2.txt");
System.out.println(Files.getLastModifiedTime(path));
System.out.println(Files.size(path));
System.out.println(Files.isSymbolicLink(path));
System.out.println(Files.isDirectory(path));
System.out.println(Files.readAttributes(path,"*"));

使用Files才完成文件的创建、删除、复制和移动操作也是非常方便。

//path和target均是Path类的对象
Files.createFile(path);    //创建文件
Files.delete(path);    //删除文件
Files.copy(path, target);    //复制文件
Files.move(path, target);    //移动文件

同时copy()和move()方法均有第三个参数(通过import static java.nio.file.StandardCopyOption.*;获得常量)。

REPLACE_EXISTING  替换已经存在的文件
COPY_ATTRIBUTES  复制文件属性        
ATOMIC_MOVE  确保两边操作均成功，否则回滚

文件的读取与写入

想到要用java对文件操作就很痛苦，有木有~流过来，输出入~泥煤哒！！jdk1.7已经开始解放大家的痛苦了。(当然java原先的IO操作让程序员有更高的自由度，可以非常容易滴处理IO的细节，但有时候，咱真的没有那个需求啊~)。

 

Path path=Paths.get("test.txt");
List<String> lines=Files.readAllLines(path,StandardCharsets.UTF_8);        for(String line:lines){
　　System.out.println(line);
}

 

很简单有木有，如果想通过byte类型获取数据可以这么操作。

byte[] bytes=Files.readAllBytes(path);
for(byte b:bytes){
    String temp=new String(new byte[]{b});
    System.out.print(temp);
}

读了文件之后，现在就要开始写入文件了，这里使用Files类的write方法~

Path path=Paths.get("F:\javawork\eclipsework\jdk7Test\src\pro\app\hello2.txt");
String temp="hello world~";
Files.write(path,temp.getBytes(),StandardOpenOption.APPEND);

不要太轻松啊~啊哈哈哈哈哈。

异步IO

NIO给我们带来最大的惊喜就是异步的IO操作了，相比传统的IO方式，NIO通过异步操作极大地提升了IO的通信。异步IO允许程序在结束IO操作之前，处理其他的事情。这样就可以充分地利用CPU了。想象一下在完成一个100G的文件操作时，如果是老版本的api，我们在完成IO操作之前，除了等待还是无奈的等待~~~

新的异步IO主要有两种形式，将来式和回调式(有种学英语的感觉orz)。我们先来看看将来式。

Path path=Paths.get("F:\javawork\eclipsework\jdk7Test\src\pro\app\hello2.txt");
//异步打开文件
try(AsynchronousFileChannel channel=AsynchronousFileChannel.open(path)){
　　ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(100_000);
   Future<Integer> result=channel.read(buffer, 0);
   //使用isDone()判断result是否结束
     while(!result.isDone()){
   　　//do something else
   }
   buffer.flip();
   while(buffer.hasRemaining()){
   　　System.out.print((char) buffer.get());
   }
   //clear()方法会清空整个缓冲区
   buffer.clear();
   Integer byteRead=result.get();
   System.out.println(byteRead);
}catch(IOException | ExecutionException | InterruptedException e){
　　System.out.println(e.getMessage());
}

在完成读取之前，我们可以在 while(!result.isDone())中完成其他的事儿~

 

 

这里可以复习下nio的一些概念，Java NIO 是面向缓存Buffer的IO操作方式。

Buffer的本质是一块可以读写数据的内存，NIO将其封装成一个对象。可以将它视作一个集装箱，咱把货物装好了，打包就可以从通道送出去了。

而Channel是IO操作中的通道，我们通过通道获得数据，输出数据，好比是马路，我们想要搬运货物都得通过这个通道。

前面提到Buffer是一块可以读写的内存，一般我们使用Buffer有这么几个步骤：

1、  声明Buffer大小
2、  写入数据到buffer
3、  调用filp()方法
4、  从Buffer中读取数据，放到相应的位置
5、   调用clear()或者compact()方法清理Buffer的内存空间

Buffer有这么几个类型：ByteBuffer、MappedByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer、ShortBuffer

很惊讶有木有！这就是java的基本类型加了个Buffer啊，想要什么类型的数据，咱就用什么类型的Buffer，每次使用之前就通过allocate()方法来给Buffer分配大小。

 

再有，之前的jdk版本（1.7之前的版本）写IO操作最怕忘记写close()方法了，在新的api中try语句之后可以接上一个括号，在括号中声明需要保护的资源，然后交给java来关闭这个资源。

 

接下来再看看回调式，比起将来式的写法，这种更加自然一些。有点像ajax的写法。

Path path=Paths.get("test.txt");
try(AsynchronousFileChannel channel=AsynchronousFileChannel.open(path);){
　　ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(100_000);
   channel.read(buffer,0,buffer,new CompletionHandler<Integer,ByteBuffer>(){
   　　@Override
      public void completed(Integer result,ByteBuffer attachment){
      　　System.out.println(result);
      }
      @Override
      public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {
      　　System.out.println(exc.getMessage());
      }
   });
}catch(IOException e){
　　System.out.println(e.getMessage());
}

主线程派出一个侦查员CompletionHandler，来观察独立线程的IO操作，如果IO操作成功则调用CompletionHandler中的completed()中的方法，如果失败就调用failed方法，采取行动挽救损失。

总结

Path类与Files类

文件的写入与读取

IO的异步