NIO

流式 IO（BIO）：
- 特点：每次处理一个字节，输入流产生数据，输出流消费数据。
- 优点：
  - 易于创建过滤器（如链式处理）。
  - 实现简单，逻辑优雅。
- 缺点：速度慢，逐字节操作效率低。
块式 IO（NIO）：
- 特点：以块为单位处理数据。
- 优点：比流式处理快，适合大数据量操作。
- 缺点：缺少流式 IO 的优雅性和简单性。
集成性：
- java.io.* 包已基于 NIO 优化，部分类支持块读写（如 BufferedReader），提升了流式系统的性能。

定义：模拟传统 IO 的流，但支持双向数据传输。
与流的区别：
- 流：单向（输入流 InputStream 或输出流 OutputStream）。
- 通道：双向，可同时读写。
主要类型：
- FileChannel：文件读写。
- DatagramChannel：UDP 网络数据读写。
- SocketChannel：TCP 网络数据读写。
- ServerSocketChannel：监听 TCP 连接，生成 SocketChannel。

定义：通道读写数据的中间容器，本质是一个数组，提供结构化访问和读写状态跟踪。
工作原理：
- 写数据：先放入缓冲区，再写入通道。
- 读数据：从通道读入缓冲区，再处理。
主要类型：
- ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBuffer。

capacity：缓冲区最大容量，固定不变。
position：当前读写位置（已处理字节数）。
limit：可读写字节的上限。
状态变化示例：
1. 新建缓冲区（容量 8）：position = 0, limit = capacity = 8。
2. 读入 5 字节：position = 5, limit = 8。
3. 调用 flip()（切换读模式）：limit = 5, position = 0。
4. 写出 4 字节：position = 4, limit = 5。
5. 调用 clear()（清空）：position = 0, limit = 8。

功能：快速复制文件。
代码： public static void fastCopy(String src, String dist) throws IOException { FileInputStream fin = new FileInputStream(src); FileChannel fcin = fin.getChannel(); FileOutputStream fout = new FileOutputStream(dist); FileChannel fcout = fout.getChannel(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024); while (true) { int r = fcin.read(buffer); if (r == -1) break; // EOF buffer.flip(); fcout.write(buffer); buffer.clear(); } }
流程：
1. 创建输入输出流和通道。
2. 分配缓冲区（1024 字节）。
3. 循环读入缓冲区，切换模式后写入目标文件。

创建选择器： Selector selector = Selector.open();
注册通道： ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open(); ssChannel.configureBlocking(false); ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
- 事件类型：OP_ACCEPT、OP_READ、OP_WRITE、OP_CONNECT。
- 监听事件： int num = selector.select(); // 阻塞直到事件到达
处理事件： Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> it = keys.iterator(); while (it.hasNext()) { SelectionKey key = it.next(); if (key.isAcceptable()) { /* 处理连接 */ } else if (key.isReadable()) { /* 处理读取 */ } it.remove(); }
事件循环：
- 放入 while (true) 持续监听。

服务器端： public class NIOServer { public static void main(String[] args) throws IOException { Selector selector = Selector.open(); ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open(); ssChannel.configureBlocking(false); ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ServerSocket serverSocket = ssChannel.socket(); serverSocket.bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8888)); while (true) { selector.select(); Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> it = keys.iterator(); while (it.hasNext()) { SelectionKey key = it.next(); if (key.isAcceptable()) { SocketChannel sChannel = ssChannel.accept(); sChannel.configureBlocking(false); sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } else if (key.isReadable()) { SocketChannel sChannel = (SocketChannel) key.channel(); System.out.println(readDataFromSocketChannel(sChannel)); sChannel.close(); } it.remove(); } } } }
客户端： public class NIOClient { public static void main(String[] args) throws IOException { Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888); OutputStream out = socket.getOutputStream(); out.write("hello world".getBytes()); out.close(); } }

定义：将文件直接映射到内存，读写速度比流式或通道 IO 快。
特点：
- 修改缓冲区即修改文件，操作直接影响磁盘。
示例： MappedByteBuffer mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, 1024);
- 映射文件前 1024 字节到内存。