[Java] NIO

NIO (New IO)

JDK 1.4부터 속도 때문에 생겼다.

지금까지 사용한 스트림Stream을 사용하지 않고, 채널Channel과 버퍼Buffer를 사용한다. 입력받거나 출력해야 할 데이터를 항상 Buffer에 저장한다. 이를 채널이 관장하는 방식으로 진행된다.

파일 쓰기

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public void writeFile(String fileName, String data) throws Exception {
    FileChannel channel = new FileOutputStream(fileName).getChannel();
    byte[] byteData = data.getBytes();
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(byteData);
    channel.write(buffer);
    channel.close();
}

1. 파일을 쓰기 위한 FileChannel 객체를 만드려면 FileOutputStream 클래스의 getChannel() 메소드를 호출한다.
2. ByteBuffer 객체를 만드려면 ByteBuffer 클래스에 wrap() static 메소드를 호출한다. 이 메소드의 매개 변수는 저장할 byte의 배열을 넘겨주면 된다.
3. FileChannel 클래스에 선언된 write() 메소드에 buffer 객체를 넘겨주면 파일에 데이터를 쓴다.

파일 읽기

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public void readFile(String fileName) throws Exception {
    FileChannel channel = new FileInputStream(fileName).getChannel();
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    channel.read(buffer);
    buffer.flip();
    while(buffer.hasRemaining()) {
        System.out.println((char)buffer.get());
    }
    
    channel.close();
}

1. 파일을 읽기 위한 FileChannel 객체를 만드려면 FileInputStream 클래스의 getChannel() 메소드를 호출한다.
2. ByteBuffer 객체를 만드려면 ByteBuffer 클래스에 allocate() 메소드를 호출한다. 매개변수는 데이터가 기본적으로 저장되는 크기를 넘겨준다.
3. FileChannel 클래스에 선언된 read() 메소드를 통해 데이터를 buffer에다 담는다.
4. flip()메소드는 buffer에 담겨있는 데이터의 가장 앞으로 이동한다.
5. get() 메소드는 한 바이트씩 데이터를 읽는 작업을 수행한다. (읽으면서 이동)
6. ByteBuffer에 선언되어 있는 hasRemaining() 메소드를 통해 데이터가 더 남아있는지 확인하면서 반복 작업을 수행한다.

이처럼 파일 데이터를 다룰 때 ByteBuffer라는 버퍼와 FileChannel 이라는 채널을 사용하면 간단히 처리할 수 있다.

Buffer

NIO에서 제공하는 Buffer는 java.nio.Buffer클래스를 확장해서 사용한다.

ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer 등이 존재한다.

버퍼의 상태 및 속성 확인

• 버퍼는 데이터를 담거나, 읽는 작업을 수행하면 현재 ‘위치’가 이동한다. 이동하면서 그 다음 위치에 있는 것을 바로 쓰거나 읽을 수 있기 때문이다.
• 0 ≤ position ≤ limit ≤ capacity(크기)

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public void checkBuffer() {
    try {
        IntBuffer buffer = IntBuffer.allocate(1024);
        for(int loop = 0; loop < 100; loop++) {
            buffer.put(loop);
        }
        System.out.println(buffer.capacity());	// 1,024
        System.out.println(buffer.limit());		// 1,024 (기본크기)
        System.out.println(buffer.position());	// 100
    }
}

위치를 변경하는 메소드

• flip()은 limit값을 변경하지만 rewind()는 변경하지 않는다.
• limit값까지만 사용하고자 할 때 remaining(), hasRemaining()을 사용한다.
• mark 값 위치
  • 0 ≤ mark ≤ position ≤ limit ≤ capacity(크기)

IO와 NIO 비교

결론

NIO는 연결 클라이언트 수가 많고 하나의 입출력 처리 작업이 오래걸리지 않는 경우에 사용하는 것이 좋다. 스레드에서 입출력 처리가 오래 걸린다면 대기하는 작업의 수가 늘어나므로 제한된 스레드로 처리하는 것이 불편할 수 있다.

IO는 대용량 데이터 처리가 필요하고, 순차적으로 처리되어야할 경우 사용하는 것이 좋다.

출처

• 자바의 신
• 알통몬의 인생 - IO와 NIO의 차이점
• gyulee0220 - Java NIO