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  • Java網絡編程——阻塞式IO(BIO)

       阻塞式IO(BIO)

    JavaIO那些事

           Java最原始的IO是基于阻塞式的,也就是在讀取數據的時候,要阻塞當前線程,當所有數據讀取完畢后才會被喚醒。Java語言之所以稱之為好用,主要原因之一就是Java的IO特別容易理解和使用,并且完全面向對象,還提供了很多很好用的API。Java的IO都是基于流的,都是相應的流對象。最基礎的IO流分為字節流和字符流,字節流是面向字節的,可以對字節進行輸入與輸出,這里指的輸入與輸出是輸入到內存和從內存中輸出,字節流包括字節輸入流(InputStream)和字節輸出流(OutputStream)。字符流是基于處理字符的,可以直接對字符串進行輸入與輸出,同樣是相對于內容而言的。
           

    BIO

           BIO最經典的就是文件流IO,FileInputStream文件輸入流和FileOutputStream文件輸出流。FileInputStream繼承自InputStream,很明顯FileInputStream是一個字節流,可以從一個文件中讀取出字節形式的內容,同樣,FileOutputStream文件輸出流繼承自OutputStream,可以將字節數據輸出到一個文件中。
           FileOutputStream的構造器有多個,FileOutputStream(String name)是輸入一個文件的路徑,如果文件不存在就會創建一個,如果存在則會覆蓋掉原來的內容。FileOutputStream(String name,boolean append)是輸入一個文件的路徑,append是選擇是否追加內容,如果是true就表示新寫入的內容追加到原來的內容后面,如果是false就覆蓋掉原來的內容。FileOutputStream(File file)是傳入一個文件對象,來獲取這個文件的輸出流對象,FileOutputStream(File file, boolean append)跟FileOutputSteam(String name, boolean append)同理。同時,構造一個FileOutputStream時需要拋出一個FileNotFoundException異常。由于FileOutputStream繼承自OutputStream,所以FileOutputSteam擁有OutputStream所有的公有和受保護的方法,比如下面這段代碼,是向當前目錄下寫一個test.txt文件中寫一個Hello World!字符串,并關閉輸出流。
    package study.io.bio;


    package study.io.bio;
    
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStream;
    
    public class TestReadFile {
    	public static void main(String[] args) {
    		try {
    			OutputStream out = new FileOutputStream("test.txt");// 構造一個文件輸出流(這個文件是不存在的,會創建)
    			out.write("Hello World!".getBytes());
    			out.flush();// 把數據刷入
    			out.close();// 關閉輸出流
    		} catch (FileNotFoundException e) {
    
    			e.printStackTrace();
    		} catch (IOException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }
            打開工程目錄,會發現新創建一個test.txt文件,并且內容為Hello World!,如果我們修改代碼中的Hello World!為其他字符串,再次運行程序,會發現test.txt文件中的內容被覆蓋了。如果把FileOutputStream(String name)改成FileOutputStream(String name,boolean append),append = true的話,再次運行程序,會發現原來的內容并沒有被覆蓋掉,而是新內容追加到了原來的內容后面了。當然,FileOutputSteam還有write(int b)這種輸出方法,但是這樣的效率很低,這樣會一個字節一個字節地輸出,用write(byte[])相當于用了字節緩沖。要著重注意一點,打開IO流最后要關閉,雖然很多時候不關閉也不會出現什么bug,但是要養成好習慣,關閉IO流可以釋放相應的IO資源,這在服務器編程中特別重要,因為服務器程序要長時間大并發的訪問,如果打開的IO流不關閉,越來越多的IO資源被空占,將會拖垮操作系統。上面代碼是最常規的關閉IO的方式,還有一種更簡潔的關閉方法。try(...){}catch(...){},這是JDK1.7的特性try-with-resource,這樣可以自動關閉相應的資源。比如上面關閉操作可以用下面的代碼來替換try(OutputStream out = new FileOutputStream("test.txt"){...}catch(...){...}
    再然后就是FileInputStream文件輸入流,可以從一個文件中讀取字節內容,下面的代碼是讀取上面代碼寫到test.txt文件中的內容。
     
    package study.io.bio;
    
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    
    public class TestReadFile {
    	public static void main(String[] args) {
    		try {
    			InputStream in = new FileInputStream("test.txt");
    			byte[] bts = new byte[1024];
    			int len = -1;
    			while ((len = in.read(bts)) > 0) {
    				System.out.println(new String(bts, 0, len));
    			}
    			in.close();
    		} catch (FileNotFoundException e) {
    
    			e.printStackTrace();
    		} catch (IOException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }
         用FileInputStream(String name)創建一個文件輸入流,如果這個路徑上的文件不存在,則會拋出FileNotFoundException異常,用read(byte[])方法可以讀取內容,讀取的最大數量是byte數組的大小,如果文件內容的總字節數大于這個byte數組的大小,則會讀取多次,每次讀取返回讀取的數量,如果讀完了,就會返回-1,把讀取到的byte數組構造成String,然后輸出到控制臺。運行這個程序,會輸出前面輸入到test.txt文件中的內容。其實這個文件不必是txt類型的,可以是任何類型的,可以寫到文件中的數據也可以是任何內容的,只要可以轉換成字節就行,比如說可以把一個圖片或者音視頻數據寫到文件中,這是因為操作系統根本就不管文件是什么數據類型的,數據寫到文件中,更直接點說應該是寫到電腦硬盤中寫的數據類型都是二進制的,因為磁盤只能接受二進制的數據。
        我們在應用編程中,大部分時候都是在與字符串打交道,所以如果能直接操作字符Java IO就更加方便了,所以也就有了字符流了。下面這段代碼就是把第一段代碼的字節流包裝成字符流,并且用緩沖流再次包裝,可以把字符直接寫到文件中。
        
    package study.io.bio;
    
    import java.io.BufferedWriter;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStream;
    import java.io.OutputStreamWriter;
    
    public class TestReadFile {
    	public static void main(String[] args) {
    		try {
    			OutputStream out = new FileOutputStream("test.txt");
    			BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(out));
    			writer.write("你好啊\n");
    			writer.write("我是小兵\n");
    			writer.flush();
    			writer.close();
    		} catch (FileNotFoundException e) {
    
    			e.printStackTrace();
    		} catch (IOException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }
    
          也可以把輸入流包裝成字符輸入流,再包裝成緩沖流,同理下面這段代碼就是把寫到test.txt文件中的數據用包裝后的流讀出來。
    package study.io.bio;
    
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.InputStreamReader;
    
    public class TestReadFile {
    	public static void main(String[] args) {
    		try {
    			InputStream in = new FileInputStream("test.txt");
    			BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
    			String str = null;
    			while ((str = reader.readLine()) != null) {
    				System.out.println(str);
    			}
    			reader.close();
    		} catch (FileNotFoundException e) {
    
    			e.printStackTrace();
    		} catch (IOException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }


      上面這些代碼可以顯示Java對IO操作的方便性,這是文件流,其他流其他也差不多,因為使用了面向對象的編程模式,我
    們可以針對抽象編程,也就是說比如要操作FileOuptputStream類,我們只需要操作OutputStream就好,因為FileOutputStream
    繼承于OutputStream。
                但是為什么說是BIO呢?因為我們在讀取和寫入數據的時候,實際上線程已經休眠等待數據讀取或者寫入完成,在上面那幾段代碼中可以表現不出來,因為讀取和寫入的數據都非常小,但是如果是大數據量的數據讀寫或者是像網絡那樣要一直監聽數據的到來,就會經常阻塞掉線程了,我們當然可以重新開了個線程來專門處理讀寫數據的情況,但線程是一種非常寶貴的資源,不能隨意地浪費。所以在JDK1.4中就提供了NIO,被稱為New IO,在NIO中,除了提供了異步IO外,還提供了很多很好用的緩沖,這樣就不需要我們自己來定義緩沖了,這樣在編程難度和編碼規范上都有很多好處。



    版權聲明:本文為qq_31728311原創文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議,轉載請附上原文出處鏈接和本聲明。
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