Java NIO 入门（三）从理论到实践：使用NIO读写

Java NIO 入门（三）从理论到实践：使用NIO读写
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概述
读和写是最基础的IO处理。从Channel中读是非常简单的，我们只要创建一个Buffer，然后要求Channel往Buffer中读数据。写也很简单，也需要创建一个Buffer，把要写的数据填充到Buffer中，然后要求Channel把Buffer中的数据写出去。

在这节中，我们学习使用JAVA程序来读写数据，顺便浏览一下NIO的主要组件（Buffer，Channel以及相关的方法）并且看看他们在读写数据时如何交互，在后面的章节中我们将依次查看每个组件的细节。

从文件中读数据
在第一个练习中，我们首先从文件中读取一些数据。如果使用老的IO，只需要简单的创建FileInputStream，然后从中读取数据。在NIO中，事情变得有些不同了，首先需要从FileInputStream中获取Channel对象，然后使用这个Channel去读文件。

在NIO系统中任何时刻执行一个读操作时，都要从Channel中读，但不是直接从Channel中读。由于所有的数据都需要通过Buffer承载，所以需首先从Channel中把数据读进Buffer。

因此，从文件中读数据一共有三步：

• 从FileInputStream中获取Channel
• 创建Buffer
• 从Channel中把数据读入Buffer

下面我们仔细看看具体时如何工作的。

三步简单的工作
第一步获取Channel。从FileInputStream中获取Channel。

FileInputStream fin = new FileInputStream( "readandshow.txt" ); 
FileChannel fc = fin.getChannel();

第二步创建Buffer

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 1024 );

最后一步，将文件内容通过Channel读入Buffer中

fc.read( buffer );

你一定发现，在这里，并没有告诉Channel把多少内容读进Buffer。在每个Buffer中都有一套完整的内部计数系统来跟踪已经读了多少数据了，Buffer中还剩多少空间。关于Buffer的计数系统在随后的“Buffer内部原理”中讲解。

写文件
使用NIO写文件和读文件非常类似。我们还是从FileOutputStream中获取Channel。

FileOutputStream fout = new FileOutputStream( "writesomebytes.txt" );
FileChannel fc = fout.getChannel();

下一步还是创建Buffer并且把数据放到Buffer中。在这种情况下数据将从一个叫做message的数组中取出，这个数组中包含了字符串ASCII码的字节。（The buffer.flip() 和 buffer.put()在后面讲解）

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 1024 );
for (int i=0; i<message.length; ++i) { 
  buffer.put( message[i] );
} 
buffer.flip();

最后一步就是把Buffer写出去。

fc.write( buffer );

再次注意，我们没有必要告诉Channel总共要写多少数据，Buffer的内部计数系统会跟踪已经写了多少数据了，还剩多少空间可以使用。

边读边写
下面看看当我们把读和写结合起来会发生什么。这个练习程序的名称叫CopyFile.java，用来从一个文件拷贝全部数据到另一个文件。Copy.java包含了三个基本的操作：

• 首先创建Buffer
• 然后从源文件把数据读入Buffer
• 最后把Buffer写入目的文件

程序重复的进行读写、读写，直到文件读完。

CopyFile程序能够看到如何检查程序的状态，以及如何使用clear()，flip()方法重置Buffer，如何读数据从一个Channel到另一个Channel。

运行CopyFile例子
因为Buffer跟踪了自己的内部数据，因此CopyFile程序的内部循环非常简单，如下：

fcin.read( buffer ); 
fcout.write( buffer );

首先数据从输入Channel中读入Buffer，然后把数据写出到输出Channel中。因为输入和输出分别对应于两个文件，因此是两个Channel。

检查读文件的状态
下一步，当我们在拷贝时需要检查读文件的状态。当没有数据可读时即执行完毕，这个状态可以通过read()方法返回-1来判断，如下：

int r = fcin.read( buffer );
if (r==-1) { 
  break;
}

重置Buffer
最后，在从Channel将数据读入Buffer前调用clear()方法，相似的，在将Buffer写入输出Channel之前调用flip()方法。

buffer.clear(); 
int r = fcin.read( buffer );

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

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

clear()方法重置了Buffer，使其准备好能够将读入的数据放入Buffer中。flip()方法使得Buffer准备好把Buffer中的数据写入Channel。

本文参考自http://www.cs.brown.edu/courses/cs161/papers/j-nio-ltr.pdf