Java使用BIO和NIO进行文件操作对比代码示例

什么是Java NIO?

同步非阻塞io模式，拿烧开水来说，NIO的做法是叫一个线程不断的轮询每个水壶的状态，看看是否有水壶的状态发生了改变，从而进行下一步的操作。Java NIO有三大组成部分：Buffer,Channel,Selector，通过事件驱动模式实现了什么时候有数据可读的问题。

什么是Java BIO?

同步阻塞IO模式，数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。这里使用那个经典的烧开水例子，这里假设一个烧开水的场景，有一排水壶在烧开水，BIO的工作模式就是， 叫一个线程停留在一个水壶那，直到这个水壶烧开，才去处理下一个水壶。但是实际上线程在等待水壶烧开的时间段什么都没有做。不知道io操作中什么时候有数据可读，所以一直是阻塞的模式。

1、读文件

package com.zhi.test;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileReader;import java.io.IOException;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.CharBuffer;import java.nio.channels.FileChannel;import java.nio.charset.Charset;import java.nio.charset.CharsetDecoder;import java.nio.file.Files;import java.nio.file.Paths;/** * 文件读取，缓冲区大小（BF_SIZE）对NIO的性能影响特别大，对BIO无影响<br> * 10M的文件，BIO耗时87毫秒，NIO耗时68毫秒，Files.read耗时62毫秒 * * @author 张远志 * @since 2020年5月9日19:20:49 * */public class FileRead { /** * 缓冲区大小 */ private static final int BF_SIZE = 1024; /** * 使用BIO读取文件 * * @param fileName 待读文件名 * @return * @throws IOException */ public static String bioRead(String fileName) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileReader reader = new FileReader(fileName); StringBuffer buf = new StringBuffer(); char[] cbuf = new char[BF_SIZE]; while (reader.read(cbuf) != -1) {buf.append(cbuf); } reader.close(); return buf.toString(); } finally { System.out.println('使用BIO读取文件耗时：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用NIO读取文件 * * @param fileName 待读文件名 * @return * @throws IOException */ public static String nioRead1(String fileName) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileInputStream input = new FileInputStream(fileName); FileChannel channel = input.getChannel(); CharsetDecoder decoder = Charset.defaultCharset().newDecoder(); StringBuffer buf = new StringBuffer(); CharBuffer cBuf = CharBuffer.allocate(BF_SIZE); ByteBuffer bBuf = ByteBuffer.allocate(BF_SIZE); while (channel.read(bBuf) != -1) {bBuf.flip();decoder.decode(bBuf, cBuf, false); // 解码，byte转char，最后一个参数非常关键bBuf.clear();buf.append(cBuf.array(), 0, cBuf.position());cBuf.compact(); // 压缩 } input.close(); return buf.toString(); } finally { System.out.println('使用NIO读取文件耗时：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用Files.read读取文件 * * @param fileName 待读文件名 * @return * @throws IOException */ public static String nioRead2(String fileName) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { byte[] byt = Files.readAllBytes(Paths.get(fileName)); return new String(byt); } finally { System.out.println('使用Files.read读取文件耗时：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } public static void main(String[] args) throws IOException { String fileName = 'E:/source.txt'; FileRead.bioRead(fileName); FileRead.nioRead1(fileName); FileRead.nioRead2(fileName); }}

2、写文件

package com.zhi.test;import java.io.File;import java.io.FileOutputStream;import java.io.FileWriter;import java.io.IOException;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.FileChannel;import java.nio.file.Files;import java.nio.file.StandardOpenOption;/** * 文件写<br> * 10M的数据，BIO耗时45毫秒，NIO耗时42毫秒，Files.write耗时24毫秒 * * @author 张远志 * @since 2020年5月9日21:04:40 * */public class FileWrite { /** * 使用BIO进行文件写 * * @param fileName 文件名称 * @param content 待写内存 * @throws IOException */ public static void bioWrite(String fileName, String content) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileWriter writer = new FileWriter(fileName); writer.write(content); writer.close(); } finally { System.out.println('使用BIO写文件耗时：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用NIO进行文件写 * * @param fileName 文件名称 * @param content 待写内存 * @throws IOException */ public static void nioWrite1(String fileName, String content) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileOutputStream out = new FileOutputStream(fileName); FileChannel channel = out.getChannel(); ByteBuffer buf = ByteBuffer.wrap(content.getBytes()); channel.write(buf); out.close(); } finally { System.out.println('使用NIO写文件耗时：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用Files.write进行文件写 * * @param fileName 文件名称 * @param content 待写内存 * @throws IOException */ public static void nioWrite2(String fileName, String content) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { File file = new File(fileName); if (!file.exists()) {file.createNewFile(); } Files.write(file.toPath(), content.getBytes(), StandardOpenOption.WRITE); } finally { System.out.println('使用Files.write写文件耗时：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } public static void main(String[] args) throws IOException { String content = FileRead.nioRead2('E:/source.txt'); String target1 = 'E:/target1.txt', target2 = 'E:/target2.txt', target3 = 'E:/target3.txt'; FileWrite.bioWrite(target1, content); FileWrite.nioWrite1(target2, content); FileWrite.nioWrite2(target3, content); }}

3、复制文件

package com.zhi.test;import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.nio.channels.FileChannel;import java.nio.file.Files;import java.nio.file.Paths;/** * 文件复制<br> * 10M的文件，bio耗时56毫秒，nio耗时12毫秒，Files.copy耗时10毫秒 * * @author 张远志 * @since 2020年5月9日17:18:01 * */public class FileCopy { /** * 使用BIO复制一个文件 * * @param target 源文件 * @param source 目标文件 * * @throws IOException */ public static void bioCopy(String source, String target) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileInputStream fin = new FileInputStream(source); FileOutputStream fout = new FileOutputStream(target); byte[] byt = new byte[1024]; while (fin.read(byt) > -1) {fout.write(byt); } fin.close(); fout.close(); } finally { System.out.println('使用BIO复制文件耗时：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用NIO复制一个文件 * * @param target 源文件 * @param source 目标文件 * * @throws IOException */ public static void nioCopy1(String source, String target) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { FileInputStream fin = new FileInputStream(source); FileChannel inChannel = fin.getChannel(); FileOutputStream fout = new FileOutputStream(target); FileChannel outChannel = fout.getChannel(); inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel); fin.close(); fout.close(); } finally { System.out.println('使用NIO复制文件耗时：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } /** * 使用Files.copy复制一个文件 * * @param target 源文件 * @param source 目标文件 * * @throws IOException */ public static void nioCopy2(String source, String target) throws IOException { long startTime = System.currentTimeMillis(); try { File file = new File(target); if (file.exists()) {file.delete(); } Files.copy(Paths.get(source), file.toPath()); } finally { System.out.println('使用Files.copy复制文件耗时：' + (System.currentTimeMillis() - startTime) + '毫秒'); } } public static void main(String[] args) throws IOException { String source = 'E:/source.txt'; String target1 = 'E:/target1.txt', target2 = 'E:/target2.txt', target3 = 'E:/target3.txt'; FileCopy.bioCopy(source, target1); FileCopy.nioCopy1(source, target2); FileCopy.nioCopy2(source, target3); }}

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