Java中的NIO使用 | AI生成和翻译

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下面通过实际示例讲解如何在 Java 中使用 NIO（New Input/Output）。相比传统的 java.io 包，Java NIO 提供了更高效的非阻塞 I/O 处理方式。

核心组件概览

1. 缓冲区（Buffers）：数据容器（如 ByteBuffer）
2. 通道（Channels）：数据读写流（如 FileChannel、SocketChannel）
3. 选择器（Selectors）：实现非阻塞模式下的多路复用通道

基础示例：使用 NIO 读取文件

以下演示如何通过 FileChannel 与 ByteBuffer 读取文件：

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;

public class NIOFileReader {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 打开文件通道
            FileChannel fileChannel = FileChannel.open(
                Paths.get("example.txt"), 
                StandardOpenOption.READ
            );

            // 分配缓冲区
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

            // 将数据读入缓冲区
            while (fileChannel.read(buffer) > 0) {
                // 翻转缓冲区为读取模式
                buffer.flip();

                // 处理数据
                while (buffer.hasRemaining()) {
                    System.out.print((char) buffer.get());
                }

                // 清空缓冲区准备下次读取
                buffer.clear();
            }

            // 关闭通道
            fileChannel.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行原理

1. FileChannel：建立与文件的连接通道
2. ByteBuffer：作为数据临时存储区（示例分配1024字节容量）
3. 缓冲区操作：
   • flip()：写入数据后切换为读取模式
   • clear()：重置缓冲区以接收新数据
4. 读取流程：read() 方法填充缓冲区后，逐字节提取数据

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NIO 文件写入示例

以下演示如何向文件写入数据：

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;

public class NIOFileWriter {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 打开文件写入通道
            FileChannel fileChannel = FileChannel.open(
                Paths.get("output.txt"), 
                StandardOpenOption.CREATE, 
                StandardOpenOption.WRITE
            );

            // 准备写入数据
            String data = "Hello, NIO!";
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

            // 将数据放入缓冲区
            buffer.put(data.getBytes());

            // 翻转缓冲区为写入模式
            buffer.flip();

            // 将缓冲区数据写入文件
            fileChannel.write(buffer);

            // 关闭通道
            fileChannel.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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选择器非阻塞示例

以下是通过 Selector 与 SocketChannel 实现网络编程的服务器示例：

```java import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.SelectionKey; import java.nio.channels.Selector; import java.nio.channels.ServerSocketChannel; import java.nio.channels.SocketChannel; import java.net.InetSocketAddress; import java.util.Iterator;

public class NIOServer { public static void main(String[] args) throws Exception { // 创建选择器 Selector selector = Selector.open();

    // 创建服务器套接字通道
    ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
    serverChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
    serverChannel.configureBlocking(false);

    // 向选择器注册通道
    serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

    System.out.println("服务器已在 8080 端口启动");

    while (true) {
        selector.select(); // 阻塞直到事件发生
        Iterator<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys().iterator();

        while (keys.hasNext()) {
            SelectionKey key = keys.next();
            keys.remove();

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