史上最强Java NIO入门：担心从入门到放弃的，请读这篇！

本文原题“《NIO 入门》，作者为“Gregory M. Travis”，他是《JDK 1.4 Tutorial》等书籍的作者。

1、引言

Java NIO是Java 1.4版加入的新特性，虽然Java技术日新月异，但历经10年，NIO依然为Java技术领域里最为重要的基础技术栈，而且依据现实的应用趋势，在可以预见的未来，它仍将继续在Java技术领域占据重要位置。

网上有关Java NIO的技术文章，虽然写的也不错，但通常是看完一篇马上懵逼。接着再看！然后，会更懵逼。。。 哈哈哈！

本文作者厚积薄发，以远比一般的技术博客或技术作者更深厚的Java技术储备，为你由浅入深，从零讲解到底什么是Java NIO。本文即使没有多少 Java 编程经验的读者也能很容易地开始学习 NIO。

（本文同步发布于：http://www.52im.net/thread-2640-1-1.html）

2、关于作者

Gregory M. Travis：技术顾问、多产的技术作家，现居纽约。他从Java语言发布的第1天起，就已经是Java程序员啦！

position 设置为0。如果我们读一些数据到缓冲区中，那么下一个读取的数据就进入 slot 0 。如果我们从缓冲区写一些数据，从缓冲区读取的下一个字节就来自 slot 0 。

position 设置如下所示：

由于 capacity 不会改变，所以我们在下面的讨论中可以忽略它。

7.7 第一次读取

现在我们可以开始在新创建的缓冲区上进行读/写操作。首先从输入通道中读一些数据到缓冲区中。第一次读取得到三个字节。它们被放到数组中从 position 开始的位置，这时 position 被设置为 0。

读完之后，position 就增加到 3，如下所示：

limit 没有改变。

7.8 第二次读取

在第二次读取时，我们从输入通道读取另外两个字节到缓冲区中。

这两个字节储存在由 position 所指定的位置上， position 因而增加 2：

limit 没有改变。

7.9 flip

现在我们要将数据写到输出通道中。在这之前，我们必须调用 flip() 方法。

这个方法做两件非常重要的事：

1）它将 limit 设置为当前 position；

2）它将 position 设置为 0。

前一小节中的图显示了在 flip 之前缓冲区的情况。

下面是在 flip 之后的缓冲区：

我们现在可以将数据从缓冲区写入通道了。 position 被设置为 0，这意味着我们得到的下一个字节是第一个字节。 limit 已被设置为原来的 position，这意味着它包括以前读到的所有字节，并且一个字节也不多。

7.10 第一次写入

在第一次写入时，我们从缓冲区中取四个字节并将它们写入输出通道。

这使得 position 增加到 4，而 limit 不变，如下所示：

7.11 第二次写入

我们只剩下一个字节可写了。 limit在我们调用 flip() 时被设置为 5，并且 position 不能超过 limit。所以最后一次写入操作从缓冲区取出一个字节并将它写入输出通道。

这使得 position 增加到 5，并保持 limit 不变，如下所示：

7.12 clear

最后一步是调用缓冲区的 clear() 方法。这个方法重设缓冲区以便接收更多的字节。

Clear 做两种非常重要的事情：

1）它将 limit 设置为与 capacity 相同；

2）它设置 position 为 0。

下图显示了在调用 clear() 后缓冲区的状态：

缓冲区现在可以接收新的数据了。

7.13 访问方法

到目前为止，我们只是使用缓冲区将数据从一个通道转移到另一个通道。然而，程序经常需要直接处理数据。例如，您可能需要将用户数据保存到磁盘。在这种情况下，您必须将这些数据直接放入缓冲区，然后用通道将缓冲区写入磁盘。

或者，您可能想要从磁盘读取用户数据。在这种情况下，您要将数据从通道读到缓冲区中，然后检查缓冲区中的数据。

在本节的最后，我们将详细分析如何使用 ByteBuffer 类的 get() 和 put() 方法直接访问缓冲区中的数据。

7.14 get() 方法

ByteBuffer 类中有四个 get() 方法：

第一个方法获取单个字节。第二和第三个方法将一组字节读到一个数组中。第四个方法从缓冲区中的特定位置获取字节。那些返回 ByteBuffer 的方法只是返回调用它们的缓冲区的 this 值。

此外，我们认为前三个 get() 方法是相对的，而最后一个方法是绝对的。 相对 意味着 get() 操作服从 limit 和 position 值 ― 更明确地说，字节是从当前 position 读取的，而 position 在 get 之后会增加。另一方面，一个 绝对 方法会忽略 limit 和 position 值，也不会影响它们。事实上，它完全绕过了缓冲区的统计方法。

上面列出的方法对应于 ByteBuffer 类。其他类有等价的 get() 方法，这些方法除了不是处理字节外，其它方面是是完全一样的，它们处理的是与该缓冲区类相适应的类型。

7.15 put()方法

ByteBuffer 类中有五个 put() 方法：

第一个方法 写入（put） 单个字节。第二和第三个方法写入来自一个数组的一组字节。第四个方法将数据从一个给定的源 ByteBuffer 写入这个 ByteBuffer。第五个方法将字节写入缓冲区中特定的 位置 。那些返回 ByteBuffer 的方法只是返回调用它们的缓冲区的 this 值。

与 get() 方法一样，我们将把 put() 方法划分为 相对 或者 绝对 的。前四个方法是相对的，而第五个方法是绝对的。

上面显示的方法对应于 ByteBuffer 类。其他类有等价的 put() 方法，这些方法除了不是处理字节之外，其它方面是完全一样的。它们处理的是与该缓冲区类相适应的类型。

7.16 类型化的 get() 和 put() 方法

除了前些小节中描述的 get() 和 put() 方法， ByteBuffer 还有用于读写不同类型的值的其他方法。

如下所示：

事实上，这其中的每个方法都有两种类型 ― 一种是相对的，另一种是绝对的。它们对于读取格式化的二进制数据（如图像文件的头部）很有用。

您可以在例子程序 TypesInByteBuffer.java 中看到这些方法的实际应用。

7.17 缓冲区的使用：一个内部循环

下面的内部循环概括了使用缓冲区将数据从输入通道拷贝到输出通道的过程。

if(r==-1) {
break;
}

buffer.flip();
fcout.write( buffer );
}

read() 和 write() 调用得到了极大的简化，因为许多工作细节都由缓冲区完成了。 clear() 和 flip() 方法用于让缓冲区在读和写之间切换。

8、关于缓冲区的更多内容

8.1 概述

到目前为止，您已经学习了使用缓冲区进行日常工作所需要掌握的大部分内容。我们的例子没怎么超出标准的读/写过程种类，在原来的 I/O 中可以像在 NIO 中一样容易地实现这样的标准读写过程。

本节将讨论使用缓冲区的一些更复杂的方面，比如缓冲区分配、包装和分片。我们还会讨论 NIO 带给 Java 平台的一些新功能。您将学到如何创建不同类型的缓冲区以达到不同的目的，如可保护数据不被修改的 只读 缓冲区，和直接映射到底层操作系统缓冲区的 直接 缓冲区。我们将在本节的最后介绍如何在 NIO 中创建内存映射文件。

8.2 缓冲区分配和包装

在能够读和写之前，必须有一个缓冲区。要创建缓冲区，您必须 分配 它。我们使用静态方法 allocate() 来分配缓冲区：

1ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 1024);

allocate() 方法分配一个具有指定大小的底层数组，并将它包装到一个缓冲区对象中 ― 在本例中是一个 ByteBuffer。

您还可以将一个现有的数组转换为缓冲区，如下所示：

本例使用了 wrap() 方法将一个数组包装为缓冲区。必须非常小心地进行这类操作。一旦完成包装，底层数据就可以通过缓冲区或者直接访问。

8.3 缓冲区分片

slice() 方法根据现有的缓冲区创建一种 子缓冲区 。也就是说，它创建一个新的缓冲区，新缓冲区与原来的缓冲区的一部分共享数据。

使用例子可以最好地说明这点。让我们首先创建一个长度为 10 的 ByteBuffer：

然后使用数据来填充这个缓冲区，在第 n 个槽中放入数字 n：

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