Java IO/NIO 详解

简介

Java 的输入输出操作是进行文件、网络等外部资源交互的基础部分。Java 从早期的 IO 到后续扩展的 NIO（New IO），不断增强以适应多样化的业务需求。本文将深入探讨 Java IO/NIO 的基础概念、使用方法、常见实践以及一些最佳实践，助力读者更高效地使用 Java 进行输入输出操作。

目录

1. Java IO 基础概念
2. Java NIO 基础概念
3. Java IO 使用方法与示例
4. Java NIO 使用方法与示例
5. 常见实践
6. 最佳实践
7. 小结
8. 参考资料

Java IO 基础概念

Java IO 是面向流的输入输出，流即数据的有序集合。Java 提供了多种流类用于处理字节流和字符流。

• 字节流：使用 InputStream 和 OutputStream 及其子类，不考虑数据编码。
• 字符流：使用 Reader 和 Writer 及其子类，考虑字符编码方便处理文本。

IO 处理是阻塞的，即调用到完成需要时间，中途不能执行其他任务。

Java NIO 基础概念

Java NIO 是面向缓冲区和通道的输入输出，提供了更高效的非阻塞 IO。

• 通道 (Channel)：类似流，但可以进行非阻塞读写。
• 缓冲区 (Buffer)：用于与通道交互，数据在通道和缓冲区之间传递。
• 选择器 (Selector)：用于多路复用，可检测多个 IO 操作就绪状态。

Java IO 使用方法与示例

import java.io.*;

public class IOExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 示例：读取文件内容并输出在控制台
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"))) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Java NIO 使用方法与示例

import java.io.IOException;
import java.nio.file.*;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class NIOExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 示例：使用 NIO 读取文件内容
        try (FileChannel fileChannel = FileChannel.open(Paths.get("input.txt"), StandardOpenOption.READ)) {
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            while (fileChannel.read(buffer) > 0) {
                buffer.flip();
                while (buffer.hasRemaining()) {
                    System.out.print((char) buffer.get());
                }
                buffer.clear();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

常见实践

1. 文本文件读取：优先使用字符流，搭配BufferedReader等提高效率。
2. 二进制文件处理：使用字节流，注意处理结束标识。
3. 大文件传输：采用 NIO 通道和缓冲区，提高传输效率。

最佳实践

• 资源管理：总是使用 try-with-resources 以确保 IO 资源正确关闭。
• 缓冲使用：使用 Buffered* 类提高 IO 性能。
• 字符集设置：在处理字符流时，明确指定字符集，以确保程序的可移植性。
• 基于需求选择 IO/NIO：对于大数据或高并发需求，优先考虑 NIO 的非阻塞特性。

小结

Java 的 IO 和 NIO 提供了强大而灵活的工具用于输入输出操作。理解其工作原理和正确使用，能让开发者有效处理各种 IO 任务，提高程序性能和稳定性。

参考资料

• Oracle Java 文档：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/io/package-summary.html
• Java NIO 文档：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/nio/package-summary.html