Java NIO如何优化文件读写

Java NIO（New I/O）提供了更高效的文件读写方式，相比于传统的IO，NIO引入了通道（Channel）和缓冲区（Buffer）的概念，以及选择器（Selector）来支持非阻塞IO操作。以下是一些使用Java NIO优化文件读写的方法：

1. 使用FileChannel进行文件传输： FileChannel是NIO中用于文件操作的通道，它提供了比传统IO更高效的文件传输方法，如transferTo()和transferFrom()。

   RandomAccessFile source = new RandomAccessFile("source.txt", "rw");
   RandomAccessFile dest = new RandomAccessFile("dest.txt", "rw");
   FileChannel sourceChannel = source.getChannel();
   FileChannel destChannel = dest.getChannel();
   
   long position = 0;
   long count = sourceChannel.size();
   
   sourceChannel.transferTo(position, count, destChannel);
   

2. 使用ByteBuffer进行缓冲： ByteBuffer是NIO中的缓冲区，它可以减少直接访问文件系统的次数，从而提高性能。通过ByteBuffer.allocate()创建一个缓冲区，并使用FileChannel.read()和FileChannel.write()方法进行读写操作。

   RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("file.txt", "rw");
   FileChannel channel = file.getChannel();
   ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
   
   int bytesRead = channel.read(buffer);
   while (bytesRead != -1) {
       buffer.flip(); // 切换为读模式
       while (buffer.hasRemaining()) {
           channel.write(buffer);
       }
       buffer.clear(); // 清空缓冲区，准备下一次读取
       bytesRead = channel.read(buffer);
   }
   

3. 使用MappedByteBuffer进行内存映射文件操作： MappedByteBuffer是一种特殊的ByteBuffer，它将文件的一部分或全部映射到内存中，从而实现更高效的文件读写。通过FileChannel.map()方法创建一个MappedByteBuffer。

   RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("file.txt", "rw");
   FileChannel channel = file.getChannel();
   MappedByteBuffer buffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, channel.size());
   
   // 读取数据
   while (buffer.hasRemaining()) {
       System.out.print((char) buffer.get());
   }
   
   // 写入数据
   buffer.put("New data".getBytes());
   

4. 使用Selector实现非阻塞IO： Selector允许单个线程管理多个通道，从而实现非阻塞IO操作。这对于需要处理大量并发连接的服务器来说非常有用。

   Selector selector = Selector.open();
   ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
   serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
   serverSocketChannel.configureBlocking(false);
   serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
   
   while (true) {
       selector.select();
       Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
       Iterator<SelectionKey> iter = selectedKeys.iterator();
       while (iter.hasNext()) {
           SelectionKey key = iter.next();
   
           if (key.isAcceptable()) {
               // 处理连接请求
           } else if (key.isReadable()) {
               // 处理读事件
           } else if (key.isWritable()) {
               // 处理写事件
           }
   
           iter.remove();
       }
   }
   

通过以上方法，可以有效地优化Java NIO中的文件读写操作。