Java使用NIO优化IO实现文件上传下载功能 Java使用NIO优化IO实现文件上传

1 NIO的一些基础预备知识
2 NIO为何较传统的io速度较快
3 NIO实战上传下载

3.1 url下载文件
3.2 通过NIO上传文件

1 NIO的一些基础预备知识 Java中IO流类的体系中BIO与NIO：https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/104326458
Java IO体系与NIO和BIO体系面试题：https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/122836368
为什么使用NIO：因为传统IO文件传输速率低，所以选择了NIO进行文件的下载操作。NIO还有一个好处就是其中零拷贝可以实现减少内存中数据的重复，减少CPU操作的效果。所以相对于传统IO，NIO有着效率高点的优势。

2 NIO为何较传统的io速度较快就拿单个io过程来看，首先时间主要花在了用户态和内核态的转换上，其次，考虑将多个io的“合并”为一个io，这不就节省时间了吗
相应的NIO主要做了两方面的提升
1.避免了用户态和内核态的交换，直接操作内存，用户态和内核态的转换是很费时的，传统的io写入磁盘时，用户态的接口不能直接操作内存，而是通过操作系统调用内核态接口来进行io。
2.利用buffer减少io的次数，buffer化零为整”的写入方式因为大大减小了寻址/写入次数，所以就降低了硬盘的负荷。
3.IO 是基于流来读取的，而NIO则是基于块读取，面向流的 I/O 系统一次一个字节地处理数据。一个输入流产生一个字节的数据，一个输出流消费一个字节的数据。为流式数据创建过滤器非常容易。链接几个过滤器，以便每个过滤器只负责单个复杂处理机制的一部分，这样也是相对简单的。不利的一面是，面向流的 I/O 通常相当慢。
一个面向块的 I/O 系统以块的形式处理数据。每一个操作都在一步中产生或者消费一个数据块。按块处理数据比按(流式的)字节处理数据要快得多。但是面向块的 I/O 缺少一些面向流的 I/O 所具有的优雅性和简单性。
4.非阻塞IO 和异步IO的支持，减少线程占有的栈空间，以及上下文切换
5.IO 多路复用的支持
6.Buffer 支持，所有读写操作都是基于缓冲来实现
7.NIO 支持 Direct Memory, 可以减少一次数据拷贝
8.Netty　零拷贝的支持

3 NIO实战上传下载
3.1 url下载文件
java NIO包提供了无缓冲情况下在两个通道之间直接传输字节的可能。
为了读来自URL的文件，需从URL流创建ReadableByteChannel ：

ReadableByteChannel readableByteChannel = Channels.newChannel(url.openStream());

从ReadableByteChannel 读取字节将被传输至FileChannel:

FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(FILE_NAME); FileChannel fileChannel = fileOutputStream.getChannel();

然后使用transferFrom方法，从ReadableByteChannel 类下载来自URL的字节传输到FileChannel：

fileOutputStream.getChannel().transferFrom(readableByteChannel, 0, Long.MAX_VALUE);

transferTo() 和 transferFrom() 方法比简单使用缓存从流中读更有效。依据不同的底层操作系统，数据可以直接从文件系统缓存传输到我们的文件，而不必将任何字节复制到应用程序内存中。
在Linux和UNIX系统上，这些方法使用零拷贝技术，减少了内核模式和用户模式之间的上下文切换次数。
工具类：

/**NIO文件下载工具类 * @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())); //设置响应头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()); //获取文件输入流FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file); //获取输出流通道WritableByteChannel writableByteChannel = Channels.newChannel(outputStream); FileChannel fileChannel = fileInputStream.getChannel(); //采用零拷贝的方式实现文件的下载fileChannel.transferTo(0,fileChannel.size(),writableByteChannel); //关闭对应的资源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 通过NIO上传文件

/*** 文件上传方法*/public static Result uploading(MultipartFile file) {//获取文件名String realName = file.getOriginalFilename(); String newName = null; if(realName != null && realName != ""){//获取文件后缀String suffixName = realName.substring(realName.lastIndexOf(".")); //生成新名字newName = UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "")+suffixName; }else {return Result.fail("文件名不可为空"); }//创建流FileInputStream fis = null; FileOutputStream fos = null; //创建通道FileChannel inChannel = null; FileChannel outChannel = null; try {fis = (FileInputStream)file.getInputStream(); //开始上传fos = new FileOutputStream(UPLOAD_URL+"\\"+newName); //通道间传输inChannel = fis.getChannel(); outChannel = fos.getChannel(); //上传inChannel.transferTo(0,inChannel.size(),outChannel); }catch (IOException e){return Result.fail("文件上传路径错误"); }finally {//关闭资源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); }

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