Java NIO （三） 通道（Channel）

通道（Channel）：由 java.nio.channels 包定义的，Channel 表示 IO 源与目标打开的连接。Channel 类似于传统的“流”，只不过 Channel本身不能直接访问数据，Channel 只能与Buffer 进行交互。

 

Channel的顶层接口：

public interface Channel extends Closeable {

　　public boolean isOpen();

　　public void close() throws IOException;

}

其中只包含最基本的两个方法，如下图是从《Java NIO》截取的Channel继承树。

Channel可分为可读和可写，实现了对应的可读可写的Channel接口或者抽象Channel类，就可以读写兼并。

 

Java 为 Channel 接口提供的最主要实现类如下：

　　FileChannel：用于读取、写入、映射和操作文件的通道。

　　DatagramChannel：通过 UDP 读写网络中的数据通道。

　　SocketChannel：通过 TCP 读写网络中的数据。

　　ServerSocketChannel：可以监听新进来的 TCP 连接，对每一个新进来的连接都会创建一个 SocketChannel。

　　以上Channel都实现或者继承了相应的Channel读写接口或者读写抽象类，所以都是可读写的。但是因为FileChannel可以根据FileInputStream或者FileOutputStream获取，所以当根据以上类获取的FileChennel进行读或者写的时候会抛出异常。

 

获取Channel对象：

　　1. FileChannel对象的获取：

	@Test
	public void test() throws IOException{
		//1. 使用FileInputStream获取FileChannel
		FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\1.txt");
		FileChannel fChannel = fis.getChannel();
		//2. 使用FileOutputStream获取FileChannel
		FileInputStream ois = new FileInputStream("d:\\1.txt");
		FileChannel fChannel1 = ois.getChannel();
		//3， 使用RandomAccessFile对象获取
		RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("d:\\1.txt", "rw");
		FileChannel fChannel2 = raf.getChannel();
		//4. FileChannel的open方法打开
		FileChannel fChannel3 = FileChannel.open(Paths.get("d:\\1.txt"), StandardOpenOption.READ,StandardOpenOption.WRITE);
	}

　　

 　　2. 其他三个网络Channel的获取方式：

    @Test
    public void test2() throws IOException{
        SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
        ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
        DatagramChannel datagramChannel = DatagramChannel.open();
    }

 

Channel的读写：

　　1. 从Channel中读取数据到buffer

　　public abstract int read(ByteBuffer dst) throws IOException;

　　public abstract long read(ByteBuffer[] dsts, int offset, int length)throws IOException;

　　public final long read(ByteBuffer[] dsts) throws IOException {
　　　　return read(dsts, 0, dsts.length);
　　}

　　2. 将buffer中的数据写入Channel

　　public abstract int write(ByteBuffer src) throws IOException;

　　public abstract long write(ByteBuffer[] srcs, int offset, int length)throws IOException;

　　public final long write(ByteBuffer[] srcs) throws IOException {
　　　　return write(srcs, 0, srcs.length);
　　}

　　3. 如下一段文件读写的代码

public void test3() {
		FileInputStream fis = null;
		FileChannel inputChannel = null;
		FileOutputStream fos = null;
		FileChannel outputChannel = null;
		try {
			fis = new FileInputStream("d:\\1.txt");
			inputChannel = fis.getChannel();

			fos = new FileOutputStream("d:\\1.bak.txt");
			outputChannel = fos.getChannel();

			ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
			int len = -1;
			while ((len = inputChannel.read(buf)) != -1) {
				buf.flip();
				outputChannel.write(buf);
				buf.clear();
			}
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			if (outputChannel != null) {
				try {
					outputChannel.close();
				} catch (Exception e2) {
				}
			}
			if (outputChannel != null) {
				try {
					outputChannel.close();
				} catch (Exception e2) {
				}
			}
			if (inputChannel != null) {
				try {
					inputChannel.close();
				} catch (Exception e2) {
				}
			}
			if (fos != null) {
				try {
					fos.close();
				} catch (Exception e2) {
				}
			}
			if (fis != null) {
				try {
					fis.close();

				} catch (Exception e2) {
				}
			}

		}

	}

　　

Channel的transferFrom和transferTo，看如下代码(为了看着简单异常直接抛出去)：

public void test4() throws IOException {
		FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\1.txt");
		FileChannel inputChannel = fis.getChannel();
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\1.bak.txt");
		FileChannel outputChannel = fos.getChannel();

		// 直接从通道中读，在内存中分配空间，在物理内存中直接操作
		// inputChannel.transferTo(0,inputChannel.size() , outputChannel);
		outputChannel.transferFrom(inputChannel, 0, inputChannel.size());
	}

 

分散(Scatter)和聚集(Gather)

1. 分散是将一个Channel中的数据写到多个顺序的buffer中，一般是传进一个buffer数组中，Channel中的数据依次写入buffer数组中的buffer当中。

                       

 

2. 聚集是将多个buffer中的数据写入同一个buffer中，一般操作是一个buffer数组。

                       

 

代码如下：

@Test
public void test5() throws IOException {
	FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\1.txt");
	FileChannel inputChannel = fis.getChannel();
	FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\1.bak.txt");
	FileChannel outputChannel = fos.getChannel();

	ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(1024);
	ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(64);
	ByteBuffer buf3 = ByteBuffer.allocate(32);
	ByteBuffer[] bufs = { buf1, buf2, buf3 };

	while (inputChannel.read(bufs) != -1) {
		// 分散读取（Scattering Reads）
		inputChannel.read(bufs);

		for (ByteBuffer buf : bufs) {
			buf.flip();
		}
		// 聚集写入（Gathering Writes）
		outputChannel.write(bufs);
			
		for (ByteBuffer buf : bufs) {
			buf.clear();
		}
	}
}

　　

Channel暂时想到这么多东西，后续有想到的再补充，开始写博客欢迎批评指正。

参看资料： 《Java NIO 中文版》