Channel (Java NIO)
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【正文】netty源码死磕1.3:
*Java NIO Channel*
1. Java NIO Channel
1.1. Java NIO Channel的特点
和老的OIO相比，通道和NIO流（非阻塞IO）主要有以下几点区别：
（1）OIO流一般来说是单向的（只能读或者写），通道可以读也可以写。
（2）OIO流值读写阻塞的，而通道可以异步读写。
（3）通道总是基于缓冲区Buffer来读写。
1.2. Channel类型
下面列出Java NIO中最重要的集中Channel的实现：
（1）FileChannel
（2）DatagramChannel
（3）SocketChannel
（4）ServerSocketChannel
四种通道的说明如下：
FileChannel用于文件的数据读写。
DatagramChannel用于UDP的数据读写。
SocketChannel用于TCP的数据读写。
ServerSocketChannel允许我们监听TCP链接请求，每个请求会创建会一个SocketChannel。
这个四种通道，涵盖了 UDP 和 TCP网络 IO以及文件 IO的操作。下面从通道的新建、读取、写入、关闭等四个操作，四种通道进行简单的介绍。
1.3. FileChannel
FileChannel 是操作文件的Channel，我们可以通过 FileChannel 从一个文件中读取数据，也可以将数据写入到文件中。
注意，FileChannel 不能设置为非阻塞模式。
操作一：打开 FileChannel通道
RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("test.txt"，"rw");
FileChannel inChannel = aFile.getChannel();
操作二：读取数据
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = inChannel.read(buf);
操作三：写入数据
String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
buf.put(newData.getBytes());
buf.flip();
while(buf.hasRemaining())
{
channel.write(buf);
}
操作四：关闭
channel.close();
当我们对 FileChannel 的操作完成后，必须将其关闭。
操作五：强制刷新磁盘
channel.force(true);
FileChannel的force()方法将所有未写入的数据从通道刷新到磁盘中。在你调用该force()方法之前，出于性能原因，操作系统可能会将数据缓存在内存中，因此您不能保证写入通道的数据实际上写入磁盘。
1.4. SocketChannel
有两种Socket通道，一个是客户端的SocketChannel，一个是负责服务器端的Socket通道ServerSocketChannel。SocketChannel与OIO中的Socket类对应，ServerSocketChannel对应于OIO中的ServerSocket类相NIO。
两种Socket通道新增的通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。在阻塞模式下的通道的创建、关闭、读写操作如下：
操作一：创建
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1"，80));
这个是客户端的创建。当一个服务器端的ServerSocketChannel 接受到连接请求时，也会返回一个 SocketChannel 对象。
操作二：读取
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = socketChannel.read(buf);
如果 read()返回 -1，那么表示连接中断了.
操作三：写入数据
String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
buf.put(newData.getBytes());
buf.flip();
while(buf.hasRemaining()) {
channel.write(buf);
}
操作四：关闭
socketChannel.close();
在非阻塞模式，我们可以设置 SocketChannel 为异步模式，这样我们的 connect，read，write 都是异步的了.
操作一：连接
socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1"，80));
while(! socketChannel.finishConnect() ){
//wait，or do something else...
}
在异步模式中，或许连接还没有建立，socketChannel.connect 方法就返回了，因此我们不断的自旋，检查当前是否是连接到了主机。
操作二：非阻塞读写
在异步模式下，读写的方式是一样的.
在读取时，因为是异步的，因此我们必须检查 read 的返回值，来判断当前是否读取到了数据.
ServerSocketChannel
ServerSocketChannel 顾名思义，是用在服务器为端的，可以监听客户端的 TCP 连接，例如:
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));
while(true){
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
//do something with socketChannel...
}
操作四：关闭
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.close();
1.4.1. 监听连接
我们可以使用ServerSocketChannel.accept()方法来监听客户端的 TCP 连接请求，accept()方法会阻塞，直到有连接到来，当有连接时，这个方法会返回一个 SocketChannel 对象:
while(true){
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
//do something with socketChannel...
}
1.4.2. 非阻塞模式
在非阻塞模式下，accept()是非阻塞的，因此如果此时没有连接到来，那么 accept()方法会返回null:
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
while(true){
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
if(socketChannel != null){
//do something with socketChannel...
}
}
1.5. DatagramChannel
DatagramChannel 是用来处理 UDP 连接的.
操作一：打开
DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();
channel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));
操作二：读取数据
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
channel.receive(buf);
操作三：发送数据
String newData = "New String to write to file..."
+ System.currentTimeMillis();
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
buf.put(newData.getBytes());
buf.flip();
int bytesSent = channel.send(buf，new InetSocketAddress("example.com"，80));
连接到指定地址
因为 UDP 是非连接的，因此这个的 connect 并不是向 TCP 一样真正意义上的连接，因此我们仅仅可以从指定的地址中读取或写入数据.
channel.connect(new InetSocketAddress("example.com"，80));
