用NIO读写文件

我们用原有 IO 读写文件应该不会陌生了，顺带回顾一下，大致两种：

1. 在 InputStream 或 OutputStream 上读写字节或字节数组，读 InputStream 时用是否返回 -1 来判断是否到达末尾。
2. 包装成 Reader/Writer 可以直接读写字符串，进一步包装到 BufferedReader/BufferedWriter 就可以按行读写了。readLine() 时看是否返回 null 断定是否读完了最后一行。

现在我们要用 NIO 来读写文件，肯定是要用到 Channel 和 Buffer 了。一句话描述过程就是从 FileInputStream 得到的 FileChannel 中读取数据到 Buffer 中，再处理 Buffer 中的数据。看代码：

1. 01.public static void main(String[] args) throws Exception {
   
2. 02.    FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/Java/jdk1.6.0_18/LICENSE");
   
3. 03.   
   
4. 04.    //得到文件通道
   
5. 05.    FileChannel fc = fis.getChannel();
   
6. 06.   
   
7. 07.    //分配与文件尺寸等大的缓冲区
   
8. 08.    ByteBuffer bf = ByteBuffer.allocate((int) fc.size());
   
9. 09.   
   
10. 10.    //整个文件内容全读入缓冲区，即是内存映射文件
    
11. 11.    fc.read(bf);
    
12. 12.   
    
13. 13.    //把缓冲中当前位置回复为零
    
14. 14.    bf.rewind();
    
15. 15.   
    
16. 16.    //输出缓冲区中的内容
    
17. 17.    while (bf.hasRemaining()) {
    
18. 18.        System.out.print((char) bf.get());
    
19. 19.    }
    
20. 20.}
    

复制代码

上面程序使用了一个与文件尺寸等大的缓冲区，正好能一次性把文件内容全部读入内存，如果文件过多将是十分耗费的内存的，所以我们可能须手工指定某个大小(如 1024,2048) 的缓冲区，然后分多次读入文件内容到缓冲区中。这时候程序就是下面那样子了：

1. 01.public static void main(String[] args) throws Exception {
   
2. 02.    FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/Java/jdk1.6.0_18/LICENSE");
   
3. 03.
   
4. 04.    // 得到文件通道
   
5. 05.    FileChannel fc = fis.getChannel();
   
6. 06.
   
7. 07.    // 指定大小为 1024 的缓冲区
   
8. 08.    ByteBuffer bf = ByteBuffer.allocate(1024);
   
9. 09.
   
10. 10.    // 读取通道中的下一块数据到缓冲区中
    
11. 11.    // 缓冲区的 position 即为当前缓冲区中最后有效位置
    
12. 12.    while (fc.read(bf) != -1) {
    
13. 13.
    
14. 14.        //把缓冲中当前位置回复为零，前把缓冲区的 limit 设置为之前 position 值
    
15. 15.        bf.flip();
    
16. 16.
    
17. 17.        // 输出缓冲区中的内容
    
18. 18.        while (bf.hasRemaining()) {
    
19. 19.            System.out.print((char) bf.get());
    
20. 20.        }
    
21. 21.
    
22. 22.        // 清理缓冲区，准备再次读取数据
    
23. 23.        bf.clear();
    
24. 24.    }
    
25. 25.}
    
26. 
    
27. 留意对缓冲区的 rewind()/flip()/clear() 操作所产生的影响，即对 position/limit/mark 等标志的影响。最后提醒操作完之后，要关闭通道和输入流。
    
28. 
    
29. 用 ByteBuffer 知道了怎么读文件内容(当然，还未涉及到中文内容)并打印到屏幕后，再来看看 NIO 怎么写文件：
    
30. 
    
31. view source
    
32. print?
    
33. 01.public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException{
    
34. 02.    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:/nio.tst");
    
35. 03.
    
36. 04.    // 得到文件通道
    
37. 05.    FileChannel fc = fos.getChannel();
    
38. 06.
    
39. 07.    // 指定大小为 1024 的缓冲区
    
40. 08.    ByteBuffer bf = ByteBuffer.allocate(1024);
    
41. 09.
    
42. 10.    // 要写入文件的字符串
    
43. 11.    String greeting = "Hello, Java NIO";
    
44. 12.   
    
45. 13.    //把以上字符串逐字放入缓冲区
    
46. 14.    for (int i = 0; i < greeting.length(); i++) {
    
47. 15.        bf.putChar(greeting.charAt(i));
    
48. 16.    }
    
49. 17.   
    
50. 18.    // 记得执行这个方法，使得 position=0, limit=30, 才能写入正确的数据
    
51. 19.    // 否则 position 为 30, limit 为 1024，将会把 30 之后的全部空数据(0) 填到文件中
    
52. 20.    bf.flip();
    
53. 21.
    
54. 22.    // 缓冲区数据写入到文件中，会把缓冲区中从 position 到 limit 之间的数据写入文件
    
55. 23.    fc.write(bf);
    
56. 24.   
    
57. 25.    fc.close(); //关闭文件通道
    
58. 26.    fos.close(); //关闭文件输出流
    
59. 27.}
    

复制代码

同样的，如果是写入中文内容，也需要进行字符集的相关处理。执行后在 C 盘根目录下产生 nio.tst 文件，内容就是 Hello, Java NIO。此代码的关键之处就是对缓冲的 flip() 调用，你可以在调试模式下观察到 flip() 方法调用前后，缓冲区 bf 的 position/limit 属性的变化。试着注释掉 flip() 代码，看看两次生成的 nio.tst 文件内容是不是大相径庭。

所以，要用好 NIO，缓冲区的 mark/position/limit/capacity 属性应理解，以及 clear()/flip()/rewind() 分别会怎么影响到以上属性。

还有，虽然说通道是双向的，字面上不像流那样区分输入通道或是输出通道，但实际通道也存在只读或只写的特性，例如由 FileInputStream.getChannel() 获得的通道是无法写入内容的，由 FileOutputStream.getChannel() 获得的通道是不能读的，否则会抛出相应的异常 NonWritableChannelException 和 NonReadableChannelException。而且 Buffer 也存在着是否只读的属性。

前面的代码在这里只是说明用 NIO 读写文件应如何处理，并不是说比起用旧 IO 流式的写法效率就更高了。NIO 的高效率只会体现在有些时候，并非任何时候都优于旧 IO，那是块操作和字节操作的区别，用 NIO 时要小心内存。伸手就能摘到的梨用不着搬个凳子，何况旧 IO 实现起来还更简洁些呢!