Java NIO 深入解析：提升代码效率与系统性能

"Java NIO API 深入探讨了Java 1.4版本引入的I/O新特性，旨在提升Java代码执行效率。本书详细阐述了程序员在实际工作中遇到的I/O问题，通过实例讲解如何利用Java NIO API解决这些问题，以及这些新特性如何影响响应速度、可扩展性和系统可靠性。书中涵盖了缓冲区、通道、选择器等核心概念，并讨论了正则表达式和字符集在NIO中的应用。" Java NIO（Non-blocking Input/Output）是Java平台中的一种I/O模型，自Java 1.4版本引入，用于替代传统的 Blocking I/O。NIO的主要特点是能够进行非阻塞的读写操作，提高了程序的并发性能。 1. **缓冲区(Buffer)** - 缓冲区是Java NIO的核心组件，提供了数据存储和传输的结构。每个Buffer类都对应一种原始数据类型，如ByteBuffer、CharBuffer等。它们支持数据的读取、写入、定位和翻转等操作，使得数据操作更高效。 - 创建缓冲区：可以通过allocate()方法分配特定类型的缓冲区。 - 复制缓冲区：可以使用duplicate()、slice()和asReadOnlyBuffer()方法创建缓冲区的副本。 - 字节缓冲区：在处理二进制数据时使用，支持直接缓冲区和非直接缓冲区，直接缓冲区与物理内存交互更直接，可能提高性能。 2. **通道(Channels)** - 通道是数据传输的路径，可以从一个数据源读取数据或向一个数据目的地写入数据。通道与缓冲区配合使用，可以从通道读取数据到缓冲区，或者从缓冲区写入数据到通道。 - Scatter/Gather：允许一次传输多个缓冲区的数据，提高了数据处理的灵活性。 - 文件通道：FileChannel用于文件的读写，支持随机访问。 - 内存映射文件：Memory-Mapped File通过映射文件到内存，实现高效的文件读写。 - 套接字通道：SocketChannel用于网络通信，支持TCP连接。 - 管道：Pipe提供单向数据流，用于线程间的通信。 3. **选择器(Selectors)** - 选择器用于监听多个通道的事件，如连接请求、数据到达等。使用选择器可以减少线程数量，提高系统的可扩展性。 - 选择键(SelectionKeys)记录了通道与选择器的关联状态，以及可以进行的操作。 - 使用选择器进行非阻塞的I/O操作，通过Selector的select()方法获取已准备好的通道，然后处理相关事件。 4. **正则表达式** - Java NIO也涵盖了正则表达式，提供了强大的文本模式匹配功能。 - 正则表达式API包括Pattern和Matcher类，用于编译和匹配模式。 - 字符串类(String)的正则表达式方法，如matches()、replaceAll()等，方便在字符串操作中应用正则表达式。 5. **字符集(Charsets)** - Java NIO的字符集支持多种字符编码和解码，包括国际化字符集。 - 查找、注册和使用字符集的服务提供接口，使得字符集的使用更加灵活。 Java NIO API通过引入缓冲区、通道和选择器等机制，优化了Java应用程序的I/O性能，尤其在高并发场景下，其非阻塞特性使得系统设计更加高效和可扩展。同时，正则表达式和字符集的支持也加强了文本处理能力。开发者应根据具体需求选择合适的老版I/O或NIO API。