Основы NIO

NIO - (сокращение от New Input/Output — новый ввод-вывод).

С версии 1.4 в Java предоставляется вторая система ввода-вывода под названием NIO.

В этой системе поддерживается канальный подход к операциям ввода-вывода, ориентированный на применение буферов. А в версии JDK 7 система ввода-вывода NIO была существенно расширена, и теперь она оказывает улучшенную поддержку средств обработки файлов и файловых систем. На самом деле, изменения в этой системе значительны, и поэтому она иногда обозначается термином NIO.2.

Основные положения о системе ввода-вывода NIO.

Система ввода-вывода NIO построена на двух основополагающих элементах: буферах и каналах.

В буфере хранятся данные, а канал предоставляет открытое соединение с устройством ввода-вывода, например файлом или сокетом. То есть, для применения системы ввода-вывода NIO нужно получить канал для устройства ввода-вывода и буфер для хранения данных. После этого можно обращаться с буфером, вводя или выводя данные по мере необходимости.

Буфера

Буфера определяются в пакете java.nio. Все буфера являются подклассами, производными от класса Buffer, в котором определяются основные функциональные возможности, характерные для каждого буфера, в том числе текущая позиция, предел и емкость.

• текущая позиция определяет индекс в буфере, с которого в следующий раз начнется операция чтения или записи данных. Текущая позиция перемещается после выполнения большинства операций чтения или записи
• предел определяет значение индекса за позицией последней доступной ячейки в буфере
• емкость определяет количество элементов, которые можно хранить в буфере. Часто предел равен емкости буфера. В классе Buffer поддерживается также отметка и очистка буфера.

В нем есть ряд методов, приведем некоторые из них:

abstract Object array()
// Возвращает ссылку на массив, если вызывающий буфер поддерживается массивом, иначе генерирует исключение типа
// UnsupportedOperationException. Если же массив доступен только для чтения, то генерируется исключение типа
// ReadOnlyBufferException

final Buffer reset() 
// Устанавливает текущую позицию в вызывающем буфере
// на установленной ранее метке. Возвращает ссылку на буфер

abstract boolean hasArray()
// Возвращает логическое значение true, если вызывающий
// буфер поддерживается массивом, доступным для чтения и записи, а иначе — логическое значение false

abstract boolean isReadOnly()
// Возвращает логическое значение true, если вызывающий
// буфер является буфером только для чтения, а иначе — логическое значение false

final int limit() 
// Возвращает предел для вызывающего буфера

final int capacity() 
// Возвращает количество элементов, которые можно хранить в вызывающем буфере

final Buffer clear() 
// Очищает вызывающий буфер и возвращает ссылку на него

final Buffer flip() 
// Задает текущую позицию в качестве предела для вызывающего буфера и затем устанавливает текущую позицию в нуль.
// Возвращает ссылку на буфер

final Buffer mark() 
// Устанавливает метку и возвращает ссылку на вызывающий буфер

final Buffer position(int n)
// Задает текущую позицию буфера равной n. Возвращает ссылку на буфер

final Buffer rewind() 
// Устанавливает текущую позицию в вызывающем буфере в нуль.
// Возвращает ссылку на буфер

От класса Buffer происходят и другие классы конкретных буферов, где тип хранимых данных можно определить по их именам. Класс MappedByteBuffer является производным от класса ByteBuffer и используется для сопоставления файла с буфером

Все буфера предоставляют различные методы get() и put(), которые позволяют получать данные из буфера или вносить их в него. (метод put() недоступен, если буфер предназначен только для чтения).

Во всех классах буферов поддерживаются методы, выполняющие различные операции с буфером. Например:

• с помощью метода allocate() можно вручную выделить оперативную память под буфер
• с помощью метода wrap() - организовать массив в пределах буфера
• с помощью метода slice() - создать подпоследовательность в буфере.

Также см. статью про каналы.