Java NIO与IO的差别和比较

　　
图二

　　线程使得server能够处理多个连接，可是它们也相同引发了很多问题。每一个线程拥有自己的栈空间并且占用一些CPU时间，耗费非常大，并且非常多时间是浪费在堵塞的I/O操作上，没有有效的利用CPU。
　　三. 新I/O
　　1． Buffer
　　传统的I/O不断的浪费对象资源（一般是String）。新I/O通过使用Buffer读写数据避免了资源浪费。Buffer对象是线性的，有序的数据集合，它依据其类别仅仅包括的数据类型。
　　java.nio.Buffer 类描写叙述
　　java.nio.ByteBuffer 包括字节类型。 能够从ReadableByteChannel中读在 WritableByteChannel中写
　　java.nio.MappedByteBuffer 包括字节类型，直接在内存某一区域映射
　　java.nio.CharBuffer 包括字符类型，不能写入通道
　　java.nio.DoubleBuffer 包括double类型，不能写入通道
　　java.nio.FloatBuffer 包括float类型
　　java.nio.IntBuffer 包括int类型
　　java.nio.LongBuffer 包括long类型
　　java.nio.ShortBuffer 包括short类型
　　能够通过调用allocate(int capacity)方法或者allocateDirect(int capacity)方法分配一个Buffer。特别的，你能够创建MappedBytesBuffer通过调用FileChannel.map(int mode，long position，int size)。直接（direct）buffer在内存中分配一段连续的块并使用本地?问方法读写数据。非直接(nondirect)buffer通过使用Java中的数组?问代码读写数据。有时候必须使用非直接缓冲比如使用不论什么的wrap方法（如ByteBuffer.wrap(byte[])）在Java数组基础上创建buffer。
　　2． 字符编码
　　向ByteBuffer中存放数据涉及到两个问题：字节的顺序和字符转换。ByteBuffer内部通过ByteOrder类处理了字节顺序问题，可是并没有处理字符转换。其实，ByteBuffer没有提供方法读写String。
　　Java.nio.charset.Charset处理了字符转换问题。它通过构造CharsetEncoder和CharsetDecoder将字符序列转换成字节和逆转换。
　　3． 通道(Channel)
　　你可能注意到现有的java.io类中没有一个能够读写Buffer类型，所以NIO中提供了Channel类来读写Buffer。通道能够觉得是一种连接，能够是到特定设备，程序或者是网络的连接。通道的类等级结构图例如以下

　　
图三

　　图中ReadableByteChannel和WritableByteChannel分别用于读写。
　　GatheringByteChannel能够从使用一次将多个Buffer中的数据写入通道，相反的，ScatteringByteChannel则能够一次将数据从通道读入多个Buffer中。你还能够设置通道使其为堵塞或非堵塞I/O操作服务。
　　为了使通道可以同传统I/O类相容，Channel类提供了静态方法创建Stream或Reader
　　4． Selector
　　在过去的堵塞I/O中，我们一般知道什么时候能够向stream中读或写，由于方法调用直到stream准备好时返回。可是使用非堵塞通道，我们须要一些方法来知道什么时候通道准备好了。在NIO包中，设计Selector是为了这个目的。SelectableChannel能够注?特定的事件，而不是在事件发生时通知应用，通道跟踪事件。然后，当应用调用Selector上的随意一个selection方法时，它查看注?了的通道看是否有不论什么感兴趣的事件发生。图四是selector和两个已注?的通道的样例

　　
图四

　　并非全部的通道都支持全部的操作。SelectionKey类定义了全部可能的操作位，将要用两次。首先，当应用调用SelectableChannel.register(Selector sel，int op)方法注?通道时，它将所需操作作为第二个?数传递到方法中。然后，一旦SelectionKey被选中了，SelectionKey的readyOps()方法返回全部通道支持操作的数位的和。SelectableChannel的validOps方法返回每一个通道同意的操作。注?通道不支持的操作将引发IllegalArgumentException异常。下表列出了SelectableChannel子类所支持的操作。
　　ServerSocketChannel OP_ACCEPT
　　SocketChannel OP_CONNECT， OP_READ， OP_WRITE
　　DatagramChannel OP_READ， OP_WRITE
　　Pipe.SourceChannel OP_READ
　　Pipe.SinkChannel OP_WRITE
　　四. 举例说明
　　1． 简单网页内容下载
　　这个样例很easy，类SocketChannelReader使用SocketChannel来下载特定网页的HTML内容。
package examples.nio;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.charset.Charset;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.io.IOException;
public class SocketChannelReader{
private Charset charset=Charset.forName("UTF-8");//创建UTF-8字符集
private SocketChannel channel;
public void getHTMLContent(){
try{
connect();
sendRequest();
readResponse();
}catch(IOException e){
System.err.println(e.toString());
}finally{
if(channel!=null){
try{
channel.close();
}catch(IOException e){}
}
}
}
private void connect()throws IOException{//连接到CSDN
InetSocketAddress socketAddress=
new InetSocketAddress("http://www.csdn.net"，80/);
channel=SocketChannel.open(socketAddress);
//使用工厂方法open创建一个channel并将它连接到指定地址上
//相当与SocketChannel.open().connect(socketAddress);调用
}
private void sendRequest()throws IOException{
channel.write(charset.encode("GET "
+"/document"
+" "));//发送GET请求到CSDN的文档中心
//使用channel.write方法，它须要CharByte类型的?数，使用
//Charset.encode(String)方法转换字符串。
}
private void readResponse()throws IOException{//读取应答
ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(1024);//创建1024字节的缓冲
while(channel.read(buffer)!=-1){
buffer.flip();//flip方法在读缓冲区字节操作之前调用。
System.out.println(charset.decode(buffer));
//使用Charset.decode方法将字节转换为字符串
buffer.clear();//清空缓冲
}
}
public static void main(String [] args){
new SocketChannelReader().getHTMLContent();
}