NIO(New Input Output)

NIO 의 특징

• 채널을 이용해서 입/출력을 모두 처리한다.(동시에 처리하는 것은 안된다)
• IO와 달리 기본적으로 버퍼를 사용한다.
• NIO는 Blocking 및 Nonblocking을 모두 지원한다.
  • Non-blocking은 비동기식으로 읽기/쓰기를 시켜놓고 다른 작업을 진행 가능하다(멀티 쓰레드)

경로와 파일

• java.nio.file.path

  • Path::get() 메소드
    • public static Path get(String first, Stirng ... more)
    • public static Path get(URI uri)

        Path path = Paths.get("1.txt");
        Path path1 = Paths.get("USERS","jeyoung","1.txt");
        Path path2 = Paths.get(new URI("file:///users/jeyoung/1.txt")); 
        // file도 프로토콜이다? 로컬에 접근하는 프로토콜이다 그래서 네트워크는 아니다. 네트워크에서 사용불가 ftp를 사용한다       

  • Path의 주요 메소드

  메소드	설명
  getFileName()	파일 또는 마지막 디렉토리의 이름을 갖는 Path를 반환
  getNameCount()	루트 경로 이후의 경로의 개수를 반환
  getName()	특정 인덱스의 경로의 이름을 반환
  subpath()	beginIndex부터 endIndex로 구성된 Path를 반환
  getParent()	상위 Path 객체를 반환
  getRoot()	최상위 Path 객체를 반환
  toAbsolutePath()	상대경로의 Path를 절대경로의 Path로 반환
  normalize()	표준화된 경로 표현으로 변환하여 Path로 반환
  toFile()	Path를 File 객체로 반환
  toUri()	URI 객체로 반환

• java.nio.files.Files

  • Files의 주요 정적 메소드

  메소드	설명
  newInputStream()	InputStream을 반환
  newOutputStream()	OutputStream을 반환
  newBufferedReader()	BufferedReader를 반환
  newBufferedWriter()	Buffered Writer를 반환
  newDirectoryStream()	DirectoryStream을 반환
  newByteChannel()	SeekableByteChannel을 반환
  createFile()	빈 파일 생성
  createDirectory()	빈 디렉토리 생성
  delete()	디렉토리 또는 파일을 삭제
  copy()	source를 target으로 복사
  move()	source를 target으로 이동
  readAllLines()	모든 행을 읽어서 List으로 반환

Buffers

• Direct Buffer vs Non-Direct Buffer

Direct Buffer	Non-Direct Buffer
OS 메모리를 직접 사용	JVM 메모리(힙 메모리)
OS와의 통신에 비해 버퍼 생성이 느림	빠름
사용 가능 크기가 큼	JVM에 의해서 제한된 메모리만 사용 가능
입출력 성능이 좋음	입출력 성능이 떨어짐

• 자주쓰는건 DirectBuffer를 사용하는게 좋다.

• 버퍼의 생성

  • 정적 메소드 allocate()를 이용한 버퍼의 생성
    • 모든 타입의 non-direct buffer 생성
  • 정적 메소드 wrap()을 이용한 버퍼의 생성
    • 이미 생성된 배열을 이용하여 non-direct buffer 버퍼 객체 생성
  • 정적 메소드 allocateDirect()를 이용한 direct buffer 생성
    • ByteBuffer 정적 메소드를 이용하여 ByteBuffer 생성
    • 생성된 Direct buffer를 asShortBuffer(), asIntBuffer() ... 등을 이용해 버퍼 변환

• 버퍼의 사용

  속성	설명
  capacity	버퍼의 크기
  limit	버퍼에 있는 데이터의 한계 (flip으로 설정)
  position	버퍼에서 현재 커서의 위치
  mark	reset()으로 돌아오기 위해 표시한 위치

  
  
  • 0 <= mark <= position <= limit <= capacity

  메소드	설명
  flip()	limit=position, position=0
  mark()	mark=position
  reset()	position=mark
  rewind()	position=0, mark 삭제
  clear()	position=0, 모든 mark 삭제, limit=capacity
  get()	상대/절대 위치에서 버퍼 읽기
  getP()	P자료형으로 버퍼 읽기
  put()	상대/절대 위치에서 버퍼 쓰기
  putP()	P자료형으로 버퍼 쓰기

• 버퍼의 변환

  • ByteBuffer로의 수동 변환

    int [] src = {423, 525, 236, 523};
    IntBuffer iBuff = IntBuffer.wrap(src);
    ByteBuffer bBuff = ByteBuffer.allocate(iBuff.capacity() * 4));
    for (int i = 0; i < iBuff.capacity(); i++) {
      bBuff.putInt(iBuff.get(i));
    }
    
    // Use bBuff ...
    
    bBuffer.rewind();
    IntBuffer iBuffer2 = bBuffer.asIntBuffer();
    int [] target = new int[iBUffer2.capacity()];
    iBuffer2.get(target);
    System.out.println(Arrays.toString(target));

  • java.nio.charset.Charset

    메소드	설명
    forName()	charsetName을 입력받아 Charset 객체 생성
    encode()	String 또는 CharBuffer를 ByteBuffer로 변환하여 반환
    decode()	ByteBuffer를 CharBuffer로 변환하여 반환

     String str = "문자열 데이터";
     Charset charset = Charset.forName("utf-8");
     ByteBuffer bBuff = charset.encode(str);
     CharBuffer cBuff = charset.decode(bBuff);
     System.out.println(new String(cBuff.array()));

• Channels

  • java.nio.channel.FileChannel

  메소드	설명
  open()	FileChannel 객체 생성
  close()	FileChannel의 리소스를 반환
  read()	ByteBuffer에 FileChannel에서 읽은 내용을 저장
  write()	ByteBuffer의 내용을 FileChannel을 이용해 출력

• StandardOpenOption

  열거형 상수	설명
  READ	읽기용으로 파일 오픈
  WRITE	쓰기용으로 파일 오픈
  CREATE	파일이 없으면 새로운 파일 생성, 있으면 기존 파일 사용
  CREATE_NEW	파일이 없으면 새로운 파일 생성, 있으면 FileAlreadyExistsException 예외 발생
  APPEND	파일 뒤에 내용 추가
  DELETE_ON_CLOSE	채널을 닫을 때 파일 삭제

• flip() - 현재 포지션을 limit으로 세팅하고 포지션을 0으로 돌리는 역할을 함. 읽은 포지션을 limit으로 기억함.(어느 부분까지 적혀있는지, 사이즈를 말하는 듯)

• channel2.write(readBuffer) 그래서 포지션 0부터 limit까지 쓰게 된다.

• read()하면 포지션은 0 로되고 limit은 capacity랑 같은 사이즈가 되서 원래 사용하지 않은것처럼 돌아간다.

Path src = Paths.get("1.txt");
Path dst = Paths.get("2.txt");

try (FileChannel channel1 = FileChannel.open(src, StandardOpenOption.READ);
    FileChannel channel2 = FileChannel.open(dst, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE)){ //with resourece로 하는게 좋음 create 하면 새로만듬 create_new는 없으니 새로만든다는 의미 파일이 기존에 있으면 에러남
    
    int read = -1;
    ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate((int) channel1.size());
    // allocate -> allocateDirect(보통사용함)
    // 버퍼 크기를 변경하여 최적화 가능. 버퍼크기가 너무 크면 느려진다. 적절한게 좋음.
    read = channel1.read(readBuffer); // 버퍼를 읽어줌
    if(read == -1){ // 읽은게 하나도 없다면
        throw new IOException();
    }
    
    readBuffer.flip();
    channel2.write(readBuffer); //
    readBuffer.clear();
    

} catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
}

• 버퍼가 작은 경우

src = Paths.get("1.txt");
dst = Paths.get("3.txt");

try (FileChannel channel1 = FileChannel.open(src, StandardOpenOption.READ);
     FileChannel channel2 = FileChannel.open(dst, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE)){ //with resourece로 하는게 좋음 create 하면 새로만듬 create_new는 없으니 새로만든다는 의미 파일이 기존에 있으면 에러남

    int read = -1;
    ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(8);

    // 채널에서 읽어올때  순서대로 읽어올수 있게 기억하고 있음 readbuffer크기만큼 가져오고 나머지는 대기하고있음
    while ((read = channel1.read(readBuffer)) != -1){

        readBuffer.flip();
        channel2.write(readBuffer);
        readBuffer.clear(); // 버퍼를 다시 쓸 수 있게 초기화
    }
    
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}