Java 一直到 JDK 1.3 為止，都是使用 java.io 下的類別進行 I/O 的處理，對這有興趣的鄉民，可以參考「Java I/O」，那是我 13 年前整理的 ... XD。JDK 1.4 之後提供了 NIO，到了 JDK 1.7 又加上些新的功能，稱為 NIO.2，這些類別都被放在 java.nio 下，一般來說，使用 java.nio 類別操作檔案系統，會比使用 java.io 效率來的高且方便。
在進入主題前，各位不妨先看一下我之前整理的「Working with the Path Class」及「Metadata File Attributes」，這算是進入主題的前菜，這篇開始要說明怎麼開檔、讀檔、寫檔。
- 開檔
不管是要讀檔或寫檔，第一個步驟總得要開檔，java.nio 提供了以下的開檔方式:
- READ: 要讀取檔案的內容
- WRITE: 要寫資料到檔案
- CREATE: 建立一個新檔，如果檔案已存在，將它刪除，重新建立新檔。
- CREATE_NEW: 建立一個新檔，當檔案已存在，拋出 exception。
- APPEND: 附加內容到已存在的檔案。
- DELETE_ON_CLOSE: 這個選項是用在暫存檔上，當檔案關閉時，將這個檔案刪除。
- TRUNCATE_EXISTING: 將檔案內容清除，然後再開始寫入。
- SPARSE:
- SYNC: 保持檔案內容和 metadata 不變。
- DSYNC: 保持檔案內容不變。
底下是一個最典型的範例:
1 package idv.steven.nio2.metadata;
2
3 import java.io.IOException;
4 import java.nio.channels.ReadableByteChannel;
5 import java.nio.file.Files;
6 import java.nio.file.Path;
7 import java.nio.file.Paths;
8 import java.nio.file.StandardOpenOption;
9
10 public class NIO2File {
11 public static void main(String[] args) throws IOException {
12 Path path = Paths.get("C:/Java/poi-3.11/NOTICE");
13 ReadableByteChannel channel = Files.newByteChannel(path, StandardOpenOption.READ);
14 //...
15 }
16 }
在 java.io 中，I/O 都是在串流 (stream) 中操作，到了 java.nio 都改為渠道 (channel)，上面的程式是開啟一個讀取的檔案，所有開檔模式都定義在 StandOpenOption 這個自定型別中。如果要開啟一個寫入的檔案，第 13 行可能就改為如下:
WritableByteChannel channel = Files.newByteChannel(path, new OpenOption[] {StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.WRITE});
寫檔時不能只有 WRITE 這個參數，還要再加入如何 CREATE、CREATE_NEW 等參數，所有參數放在一個 OpenOption 陣列裡。
- 渠道 (Channel)
java.nio 定義了那些 channel ? 如下類別圖所示:
上圖只列出常用的介面及其 method，要了解詳細的類別繼承關係，請看 JDK Doc。操作檔案時，最常用的就是 ReadableByteChannel、WritableByteChannel 及 SeekableByteChannel，前兩者顧名思義，是分別用在讀檔及寫檔，第三個是同時可用在讀與寫的渠道，且可以在讀寫過程裡移動檔案指標。至於 NetworkChannel 和 MulticastChannel 是用在網路的 TCP 和 UDP 傳輸上，會另外說明。
在 java.nio 中定義了渠道取代 java.io 中的 stream，同時渠道操作的物件也不是 byte[]、char[]… 改成 java.nio 自行定義的 ByteBuffer、CharBuffer 等類別，最常用的是 ByteBuffer，關於 ByteBuffer 的說明，請看「ByteBuffer 指標說明」，在繼續往下看之前，請務必先了解 ByteBuffer。
- 讀檔
1 package idv.steven.nio2.metadata;
2
3 import java.io.IOException;
4 import java.nio.ByteBuffer;
5 import java.nio.channels.ReadableByteChannel;
6 import java.nio.file.Files;
7 import java.nio.file.Path;
8 import java.nio.file.Paths;
9 import java.nio.file.StandardOpenOption;
10
11 public class NIO2File {
12 public static void main(String[] args) throws IOException {
13 Path path = Paths.get("C:/Java/poi-3.11/NOTICE");
14 ReadableByteChannel channel = Files.newByteChannel(path, StandardOpenOption.READ);
15
16 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
17 18 while (channel.read(buffer) > 0) {
19 System.out.println(new String(buffer.array()));
20 buffer.flip();
21 }
22
23 channel.close();
24 }
25 }
上面的程式，於 18 行每次讀取 1024 個 byte，直到檔尾為止，讀取後放入 buffer 中，在 19 行將讀取的內容輸出，讀完後當然要記得關檔 (23行)。
- 寫檔
1 package idv.steven.nio2.metadata;
2
3 import java.io.IOException;
4 import java.nio.ByteBuffer;
5 import java.nio.channels.ReadableByteChannel;
6 import java.nio.channels.WritableByteChannel;
7 import java.nio.file.Files;
8 import java.nio.file.OpenOption;
9 import java.nio.file.Path;
10 import java.nio.file.Paths;
11 import java.nio.file.StandardOpenOption;
12
13 public class NIO2File {
14 public static void main(String[] args) throws IOException {
15 Path path = Paths.get("C:/Java/poi-3.11/NOTICE");
16 ReadableByteChannel channel = Files.newByteChannel(path, StandardOpenOption.READ);
17
18 Path pathTo = Paths.get("C:/Java/poi-3.11/NOTICE.txt");
19 WritableByteChannel channelTo = Files.newByteChannel(pathTo,
20 new OpenOption[] {StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.WRITE});
21
22 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
23 while ((channel.read(buffer)) > 0) {
24 buffer.flip();
25 channelTo.write(buffer);
26 buffer.flip();
27 }
28
29 channel.close();
30 channelTo.close();
31 }
32 }
這個程式只是將上一個程式擴充，將由 NOTICE 讀出的內容，寫入 NOTICE.txt 檔裡，在 19~20 行開啟一個寫入的檔案，於 24~26 行將讀到的內容寫入指定的檔案。