1 NIO的一些基礎(chǔ)預(yù)備知識
Java中IO流類的體系中BIO與NIO：https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/104326458
Java IO體系與NIO和BIO體系面試題 ：https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/122836368
為什么使用NIO：因?yàn)閭鹘y(tǒng)IO文件傳輸速率低，所以選擇了NIO進(jìn)行文件的下載操作。NIO還有一個(gè)好處就是其中零拷貝可以實(shí)現(xiàn)減少內(nèi)存中數(shù)據(jù)的重復(fù)，減少CPU操作的效果。所以相對于傳統(tǒng)IO，NIO有著效率高點(diǎn)的優(yōu)勢。
2 NIO為何較傳統(tǒng)的io速度較快
就拿單個(gè)io過程來看，首先時(shí)間主要花在了用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)的轉(zhuǎn)換上，其次，考慮將多個(gè)io的“合并”為一個(gè)io，這不就節(jié)省時(shí)間了嗎
相應(yīng)的NIO主要做了兩方面的提升
1、避免了用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)的交換，直接操作內(nèi)存，用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)的轉(zhuǎn)換是很費(fèi)時(shí)的，傳統(tǒng)的io寫入磁盤時(shí)，用戶態(tài)的接口不能直接操作內(nèi)存，而是通過操作系統(tǒng)調(diào)用內(nèi)核態(tài)接口來進(jìn)行io。
2、利用buffer減少io的次數(shù)，buffer化零為整”的寫入方式因?yàn)榇蟠鬁p小了尋址/寫入次數(shù)，所以就降低了硬盤的負(fù)荷。
3、IO 是基于流來讀取的，而NIO則是基于塊讀取，面向流 的 I/O 系統(tǒng)一次一個(gè)字節(jié)地處理數(shù)據(jù)。一個(gè)輸入流產(chǎn)生一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，一個(gè)輸出流消費(fèi)一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。為流式數(shù)據(jù)創(chuàng)建過濾器非常容易。鏈接幾個(gè)過濾器，以便每個(gè)過濾器只負(fù)責(zé)單個(gè)復(fù)雜處理機(jī)制的一部分，這樣也是相對簡單的。不利的一面是，面向流的 I/O 通常相當(dāng)慢。
一個(gè) 面向塊 的 I/O 系統(tǒng)以塊的形式處理數(shù)據(jù)。每一個(gè)操作都在一步中產(chǎn)生或者消費(fèi)一個(gè)數(shù)據(jù)塊。按塊處理數(shù)據(jù)比按(流式的)字節(jié)處理數(shù)據(jù)要快得多。但是面向塊的 I/O 缺少一些面向流的 I/O 所具有的優(yōu)雅性和簡單性。
4、非阻塞IO 和 異步IO的支持， 減少線程占有的棧空間，以及上下文切換
5、IO 多路復(fù)用的支持
6、Buffer 支持，所有讀寫操作都是基于 緩沖 來實(shí)現(xiàn)
7、NIO 支持 Direct Memory, 可以減少一次數(shù)據(jù)拷貝
8、Netty 零拷貝的支持
3 NIO實(shí)戰(zhàn)上傳下載
3.1 url下載文件
java NIO包提供了無緩沖情況下在兩個(gè)通道之間直接傳輸字節(jié)的可能。
為了讀來自URL的文件，需從URL流創(chuàng)建ReadableByteChannel ：
ReadableByteChannel readableByteChannel = Channels.newChannel(url.openStream());
從ReadableByteChannel 讀取字節(jié)將被傳輸至FileChannel:
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(FILE_NAME); FileChannel fileChannel = fileOutputStream.getChannel();
然后使用transferFrom方法，從ReadableByteChannel 類下載來自URL的字節(jié)傳輸?shù)紽ileChannel：
fileOutputStream.getChannel().transferFrom(readableByteChannel, 0, Long.MAX_VALUE);
transferTo() 和 transferFrom() 方法比簡單使用緩存從流中讀更有效。依據(jù)不同的底層操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可以直接從文件系統(tǒng)緩存?zhèn)鬏數(shù)轿覀兊奈募槐貙⑷魏巫止?jié)復(fù)制到應(yīng)用程序內(nèi)存中。
在Linux和UNIX系統(tǒng)上，這些方法使用零拷貝技術(shù)，減少了內(nèi)核模式和用戶模式之間的上下文切換次數(shù)。
工具類：
/**NIO文件下載工具類
* @author olalu
*/
public class NioDownloadUtils {
/**
* @description:
* @param file: 要下在文件
* @return: void
*/
public static void downloadDoc(File file,HttpServletResponse response) throws IOException {
OutputStream outputStream = response.getOutputStream();
String contentType = Files.probeContentType(Paths.get(file.getAbsolutePath()));
//設(shè)置響應(yīng)頭
response.setHeader("Content-Type", contentType);
response.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename="+ new String(file.getName().getBytes("utf-8"),"ISO8859-1"));
response.setContentLength((int) file.length());
//獲取文件輸入流
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);
//獲取輸出流通道
WritableByteChannel writableByteChannel = Channels.newChannel(outputStream);
FileChannel fileChannel = fileInputStream.getChannel();
//采用零拷貝的方式實(shí)現(xiàn)文件的下載
fileChannel.transferTo(0,fileChannel.size(),writableByteChannel);
//關(guān)閉對應(yīng)的資源
fileChannel.close();
outputStream.flush();
writableByteChannel.close();
}
public static void downloadDoc(String path,HttpServletResponse response) throws IOException {
File file = new File(path);
if (!file.exists()){
throw new RuntimeException("文件不存在");
}
downloadDoc(file,response);
}
}3.2 通過NIO上傳文件
/**
* 文件上傳方法
*/
public static Result uploading(MultipartFile file) {
//獲取文件名
String realName = file.getOriginalFilename();
String newName = null;
if(realName != null && realName != ""){
//獲取文件后綴
String suffixName = realName.substring(realName.lastIndexOf("."));
//生成新名字
newName = UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "")+suffixName;
}else {
return Result.fail("文件名不可為空");
}
//創(chuàng)建流
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
//創(chuàng)建通道
FileChannel inChannel = null;
FileChannel outChannel = null;
try {
fis = (FileInputStream)file.getInputStream();
//開始上傳
fos = new FileOutputStream(UPLOAD_URL+"\\"+newName);
//通道間傳輸
inChannel = fis.getChannel();
outChannel = fos.getChannel();
//上傳
inChannel.transferTo(0,inChannel.size(),outChannel);
}catch (IOException e){
return Result.fail("文件上傳路徑錯(cuò)誤");
}finally {
//關(guān)閉資源
try {
if (fis != null) {
fis.close();
}
if (fos != null) {
fos.close();
}
if (inChannel != null) {
inChannel.close();
}
if (outChannel != null) {
outChannel.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return Result.ok(newName);
}
