Java NIO的出現(xiàn)旨在提高文件的讀寫(xiě)速度，當(dāng)然IO用NIO重新實(shí)過(guò)，所以我們不用顯示的調(diào)用NIO也能享受這種高效的文件讀寫(xiě)。

　　Java NIO的高效得益于其兩大"助手"：Channel(管道)和Buffer(緩沖器)。當(dāng)然這兩個(gè)"得力助手"的"年齡"遠(yuǎn)遠(yuǎn)比java大！力求簡(jiǎn)單易懂的把知識(shí)講解給大家，我舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明一下這"兩元大將"是如何在java NIO中配合工作的。

　　中國(guó)古代有一種傳統(tǒng)的吸煙器具---水煙袋。我想用這個(gè)東西來(lái)模擬一下Channel和Buffer的工作原理。不求說(shuō)的好，力求準(zhǔn)確無(wú)誤。

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分析一下水煙袋是如何工作的：

　　***步，準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備好上等煙絲；第二步，將"水斗"中裝入適量的水，煙倉(cāng)中裝滿煙絲并插入水斗中，然后再將煙管插入水斗中；第三步，點(diǎn)燃煙絲并吸氣。香煙從煙倉(cāng)產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)水的過(guò)濾進(jìn)入水上的空閑區(qū)。第四步，享受吸煙的快感.....從這個(gè)例子中我們提取出主要對(duì)象"煙"，來(lái)分析一下它的運(yùn)動(dòng)軌跡。煙倉(cāng)把煙生產(chǎn)出來(lái)，經(jīng)過(guò)水的過(guò)濾飄到水上面的空閑區(qū)域，然后通過(guò)煙管進(jìn)入人的體內(nèi)。

　　如果上面的過(guò)程大家理解了，明白了，那么java NIO你已經(jīng)了解了50%，至少你已經(jīng)知道它的工作原理了。因?yàn)橛肗IO處理的數(shù)據(jù)和用水煙袋中吸煙很相似。我們分析一下NIO的工作原理，非常簡(jiǎn)單。

　　當(dāng)然和吸煙一樣我們首先必須有要用NIO來(lái)處理需求的欲望（這好比你想要吸煙了），比方說(shuō)我想要將C盤下面的wk.txt文件進(jìn)行備份，備份文件的名稱為wk-bak.txt。類比剛剛吸煙的那個(gè)過(guò)程：

　　步驟一：準(zhǔn)備工作，確定文件的位置，并將程序不可直接操作的文件轉(zhuǎn)換成字符流的形式（這一步和上邊吸煙實(shí)例的***步?jīng)]有什么差別，只是進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的準(zhǔn)備工作）。

String inFile = "C:\\wk.txt";
String outFile = "C:\\wk-bak.txt";
FileInputStream inf = new FileInputStream(inFile);
FileOutputStream outf = new FileOutputStream(outFile);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); 

　　步驟二：創(chuàng)建文件輸入管道，和文件輸出管道。（這一步與上邊吸煙的第二部稍有差別，因?yàn)镃hannel和Buffer是在讀寫(xiě)的時(shí)候才發(fā)生的"連接"動(dòng)作）

//準(zhǔn)備文件讀取的管道-->相當(dāng)于煙倉(cāng)和煙管FileChannel inFc = inf.getChannel();  
FileChannel outFc = outf.getChannel();  
Charset charSet = Charset.forName("utf-8");  
//進(jìn)行編碼解碼-->相當(dāng)于水斗中水的過(guò)濾作用  
CharsetDecoder decoder = charSet.newDecoder();  
CharsetEncoder encoder = charSet.newEncoder();　　 

　　步驟三：開(kāi)始進(jìn)行文件備份工作。

 while(true) {             
 //準(zhǔn)備向Buffer中寫(xiě)入數(shù)據(jù)-->相當(dāng)于點(diǎn)燃煙絲，完事具備只欠東風(fēng)  
       buffer.clear();                          
//進(jìn)行字符編碼 -->相當(dāng)于水的過(guò)濾作用  
       CharBuffer cb = decoder.decode(buffer);  
       ByteBuffer bb = encoder.encode(cb);  
                          
//數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)編碼以后暫存緩沖區(qū)-->相當(dāng)于經(jīng)過(guò)水過(guò)濾后的煙暫停在水斗中  
            int t = inFc.read(bb);  
            if(t == -1) {  
                break;  
            }  
                        bb.flip();  
                        //將字節(jié)碼寫(xiě)入目標(biāo)文件-->相當(dāng)于煙已經(jīng)進(jìn)入到嘴里  
            outFc.write(bb);  
        } 

　　步驟四：檢查文件是否備份成功。發(fā)現(xiàn)C盤下面多了一個(gè)wk-bak.txt的文件，內(nèi)容與wk.txt一摸一樣。接下來(lái)享受java帶給你的快感....

　　上面的例子估計(jì)大家已經(jīng)理解的差不多了，當(dāng)然如果深究也會(huì)有一些不太妥當(dāng)?shù)牡胤?，但是不要較真，目的是學(xué)習(xí)NIO，并不是吸煙。如果感覺(jué)你可以了那么就請(qǐng)把上面的例子補(bǔ)充完整，運(yùn)行一下，享受一下NIO的威武（當(dāng)然字符編碼并不是必須的，只是讓這個(gè)例子顯得完整一點(diǎn)）。

#p#

　　好吧如果你理解了上面的東西，并且真正的補(bǔ)全了文件備份的小程序，那么就來(lái)進(jìn)行稍微深入一點(diǎn)的學(xué)習(xí)吧。

　　上文我提到了舉吸煙的例子是有欠妥當(dāng)?shù)?，其中之一就是Buffer的內(nèi)部機(jī)制和"水斗"簡(jiǎn)單的過(guò)濾功能是不一樣的。還有字符編碼那一塊也不是在Buffer內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的東西，decoder和encoder是針對(duì)Buffer的兩個(gè)工具。那我們接下來(lái)分析一下Buffer內(nèi)部機(jī)制到底不一樣在哪里呢（主要分析常用的兩個(gè)方法；clear()，flip()）？

　　來(lái)吧，打開(kāi)Buffer的源碼（摘取有用的部分）：

public abstract class Buffer {  
    // Invariants: mark <= position <= limit <= capacity  
    private int mark = -1;  
    private int position = 0;  
    private int limit;  
    private int capacity;  
 public final Buffer clear() {  
    position = 0;  
    limit = capacity;  
    mark = -1;  
    return this;  
    }  
     public final Buffer flip() {  
    limit = position;  
    position = 0;  
    mark = -1;  
    return this;  
    } 

　首先我們要明確一點(diǎn)，所謂的緩沖器僅僅是一個(gè)"多功能"的數(shù)組?？赡茉谶@個(gè)Buffer類中沒(méi)有體現(xiàn)，但是如果我們打開(kāi)ByteBuffer的源碼會(huì)有byte[]的數(shù)組，打開(kāi)CharBuffer的源碼會(huì)有char[]的數(shù)組。因?yàn)锽uffer是所有緩沖器的父類，所以他它不能預(yù)計(jì)會(huì)有多少種緩沖器，所以索性讓"兒子"們自己實(shí)現(xiàn)去吧。

　　既然知道了緩沖器是一個(gè)"多功能的數(shù)組"，那么我們用畫(huà)圖的形式來(lái)分析一下上面Buffer的源碼。

假設(shè)我們定義了一個(gè)8個(gè)單位大的緩沖區(qū)，如上圖（其實(shí)Buffer也就是這么一個(gè)東西）。首先告訴大家那三個(gè)重要的關(guān)于緩沖區(qū)狀態(tài)的的屬性：

　　capacity：緩沖區(qū)的容量；

　　limit：緩沖區(qū)還有多少數(shù)據(jù)能夠取出或者緩沖區(qū)還有多少容量用于存放數(shù)據(jù)；

　　position：相當(dāng)于一個(gè)游標(biāo)（cursor），記錄我們從哪里開(kāi)始寫(xiě)數(shù)據(jù)，從哪里開(kāi)始讀數(shù)據(jù)。

剛還說(shuō)到flip()和clear()是Buffer的兩個(gè)重要的方法，因?yàn)樗鼈儍蓚€(gè)方法決定了緩沖是否能正常的進(jìn)行讀寫(xiě)工作。

　　當(dāng)我們要想從緩沖區(qū)中寫(xiě)數(shù)據(jù)的時(shí)候必須先執(zhí)行flip()方法，當(dāng)我們要想從緩沖區(qū)中讀數(shù)據(jù)時(shí)必須先執(zhí)行clear()方法。

***次向Buffer中寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行一次flip()方法以后，Buffer的結(jié)構(gòu)變成了這樣：position指向了***個(gè)可以存取數(shù)據(jù)的0號(hào)位，limit和capacity同時(shí)指向***位。

假如***次我們向Buffer中寫(xiě)入了3單位的數(shù)據(jù)，我們?cè)俅螆?zhí)行flip()方法則Buffer的結(jié)構(gòu)會(huì)變成上圖的所示。但是經(jīng)過(guò)flip()的改造后position總是指向Buffer中***個(gè)可用的位置。那么，未執(zhí)行flip()方法以前position在哪里呢？很簡(jiǎn)單，指向***一個(gè)數(shù)據(jù)的位置。

當(dāng)我們想要從Buffer中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行clear()方法，Buffer的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變成了上圖所示，position指向了可讀數(shù)據(jù)的首位，limit指向了原來(lái)position的位置。

　　從上面的幾幅圖中我們看出：capacity代表了Buffer的容量是不變的，limit與position的差總是表示Buffer總可以讀的數(shù)據(jù)，或者Buffer中可以寫(xiě)數(shù)據(jù)的容量。還有position總是小于等于limit，limit總是小于等于capacity。

　　其實(shí)到這里我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，NIO并不像IO那么復(fù)雜，因?yàn)镮O 中的Decorator模式和Adaptor模式確實(shí)讓我們一時(shí)間摸不到頭腦，但是熟悉了會(huì)感覺(jué)到IO的設(shè)計(jì)之精美。

　　NIO中還有一個(gè)知識(shí)點(diǎn)就是無(wú)阻塞的Socket編程，這里就不說(shuō)了，因?yàn)楸容^復(fù)雜，但是如果我們真正理解了Selector這個(gè)調(diào)度者的工作，那么無(wú)阻塞的實(shí)現(xiàn)機(jī)制我們差不多就掌握了，復(fù)雜也就是編碼上面的事了。

原文鏈接：http://www.cnblogs.com/focusj/archive/2011/11/03/2231583.html

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