以nio怎麼讀為中心

一、NIO的概念

Java NIO(New IO)是一個在JDK1.4中推出的新IO API。它以更接近操作系統底層的方式進行文件操作，相對於傳統的IO流，在性能和靈活性方面都有很大的提升。Java NIO主要由以下幾個核心部分構成：

• Channels: 通道
• Buffers: 緩衝區
• Selectors: 選擇器

通道和緩衝區是NIO數據的核心，選擇器則是一個可以用來監視多個通道的對象，是否有事件（如新連接、數據接收）發生。這種方式比舊的阻塞式I/O處理方式更為高效。

二、Channel

Channel，通道是NIO中的一個基本概念。它指的是可以進行IO操作的對象，如文件或網絡連接。Channel與傳統IO中的流(Stream)有一些重要的區別：

• 可以既讀又寫（流必須分別進行讀寫）
• 可以異步地進行讀寫
• 從Channel中讀取的數據總是被讀到Buffer中，從Buffer寫入到Channel中的數據也總是被寫入到Channel中

下面的代碼段說明了如何創建一個文件通道並讀取其中的內容：

try {
    RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("file.txt", "rw");
    FileChannel inChannel = aFile.getChannel();

    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);
    int bytesRead = inChannel.read(buffer);
    while (bytesRead != -1) {
        System.out.println("Read " + bytesRead);
        buffer.flip();
        while(buffer.hasRemaining()){
            System.out.print((char) buffer.get());
        }
        buffer.clear();
        bytesRead = inChannel.read(buffer);
    }
    aFile.close();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

三、Buffer

Buffer是一個用於存儲數據的內存塊。在NIO庫中，所有數據都是用緩衝區處理的。緩衝區實質上是一個數組，並提供了一組方法，方便對數據的存儲和檢索。

下面的代碼段說明了如何創建一個緩衝區並使用put()方法將數據寫入緩衝區，並使用flip()方法將Buffer從寫模式切換到讀模式：

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.put("hello world".getBytes());
buf.flip();

while(buf.hasRemaining()){
    System.out.print((char) buf.get());
}

四、Selector

Selector是SelectableChannel對象的多路復用器，用於檢查一個或多個通道是否處於準備好狀態（如讀就緒、寫就緒）。

下面的代碼段說明了如何使用Selector的代碼：

Selector selector = Selector.open();

channel.configureBlocking(false);

SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

while(true) {
    int readyChannels = selector.select();

    if(readyChannels == 0) continue;

    Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
    Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator();

    while(keyIterator.hasNext()) {
        SelectionKey key = keyIterator.next();

        if(key.isAcceptable()) {
            // a connection was accepted by a ServerSocketChannel.

        } else if (key.isConnectable()) {
            // a connection was established with a remote server.

        } else if (key.isReadable()) {
            // a channel is ready for reading

        } else if (key.isWritable()) {
            // a channel is ready for writing
        }

        keyIterator.remove();
    }
}

五、總結

通過對NIO三個核心部分（通道、緩衝區、選擇器）的介紹和示例代碼的講解，可以明確NIO相對於傳統IO在性能和靈活性方面的提升。對於Java開發人員，掌握NIO的基礎知識，並深入理解其使用方式，將大幅提升開發效率和性能。