一、Channel 基本介绍
(1)NIO 的通道类似于流,但有些区别如下:
① 通道可以同时进行读写,而流只能读或者只能写;
② 通道可以实现异步读写数据;
③ 通道可以从缓冲读数据,也可以写数据到缓存;
(2)BIO 中的 stream 是单向的, 例如 FileInputStream 对象只能进行读取数据的操作, 而 NIO 中的通道(Channel)是双向的, 可以读操作, 也可以写操作。
(3)Channel在NIO中是一个接口
(4)常用的 Channel 类有: FileChannel、DatagramChannel、 ServerSocketChannel 和 SocketChannel。
【ServerSocketChanne 类似 ServerSocket , SocketChannel 类似 Socket】如下示意图:
(5)FileChannel 用于文件的数据读写,DatagramChannel 用于 UDP 的数据读写,ServerSocketChannel 和 SocketChannel 用于 TCP的数据读写。
二、FileChannel 类
FileChannel主要用来对本地文件进行 IO 操作, 常见的方法有
(1)public int read(ByteBuffer dst) , 从通道读取数据并放到缓冲区中
(2)public int write(ByteBuffer src) , 把缓冲区的数据写到通道中
(3)public long transferFrom(ReadableByteChannel src, long position, long count), 从目标通道中复制数据到当前通道
(4)public long transferTo(long position, long count, WritableByteChannel target), 把数据从当前通道复制给目标通道
三、Channel 案例
1、案例一:本地文件写数据
(1)使用前面学习后的ByteBuffer(缓冲) 和 FileChannel(通道), 将 "hello,中国" 写入到file01.txt 中
(2)文件不存在就创建
实现:
public class NIOFileChannel01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str = "Hello,中国";
//创建一个输出流->channel
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("d:\\file01.txt");
//通过 fileOutputStream 获取 对应的 FileChannel
//这个 fileChannel 真实 类型是 FileChannelImpl
FileChannel fileChannel = fileOutputStream.getChannel();
//创建一个缓冲区 ByteBuffer
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
//将 str 放入 byteBuffer
byteBuffer.put(str.getBytes());
//对byteBuffer 进行flip
byteBuffer.flip();
//将byteBuffer 数据写入到 fileChannel
fileChannel.write(byteBuffer);
//关闭资源
fileOutputStream.close();
}
}
2、案例二:本地文件读数据
(1)使用前面学习后的ByteBuffer(缓冲) 和 FileChannel(通道), 将 file01.txt 中的数据读入到程序, 并显示在控制台屏幕
(2)假定文件已经存在
实现:
public class NIOFileChannel02 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//创建文件的输入流
File file = new File("d:\\file01.txt");
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);
//通过fileInputStream 获取对应的FileChannel -> 实际类型 FileChannelImpl
FileChannel fileChannel = fileInputStream.getChannel();
//创建缓冲区
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(512);
//将通道中的数据读到 Buffer
fileChannel.read(byteBuffer);
//将byteBuffer 的 字节数据 转成String
System.out.println(new String(byteBuffer.array()));
//关闭资源
fileInputStream.close();
}
}
3、案例三:使用一个Buffer完成文件读取
(1)使用 FileChannel(通道) 和 方法 read , write, 完成文件的拷贝
(2)拷贝一个文本文件 1.txt , 放在项目下即可
实现:
public class NIOFileChannel03 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("1.txt");
FileChannel fileChannel01 = fileInputStream.getChannel();
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("2.txt");
FileChannel fileChannel02 = fileOutputStream.getChannel();
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(512);
//循环读取
while (true) {
//这里有一个重要的操作,一定不要忘了!!!
/*
public final Buffer clear() {
position = 0;
limit = capacity;
mark = -1;
return this;
}
*/
//清空buffer,重置操作位,并没有删除数组内容
byteBuffer.clear();
int read = fileChannel01.read(byteBuffer);
System.out.println("read =" + read);
//表示读完
if (read == -1) {
break;
}
//将buffer 中的数据写入到 fileChannel02 -- 2.txt
byteBuffer.flip();
fileChannel02.write(byteBuffer);
}
//关闭资源
fileInputStream.close();
fileOutputStream.close();
}
}
注意:这里一定要注意 clear 操作,因为使用的是一个 buffer来进行读取的,第一次读取完毕后 limit = position,这时已经无法进行写操作了。
4、案例四:拷贝文件 transferFrom 方法
(1)使用 FileChannel(通道) 和 方法 transferFrom , 完成文件的拷贝
(2)拷贝一张图片
实现:
public class NIOFileChannel04 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//创建相关流
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("d:\\a.jpg");
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("d:\\b.jpg");
//获取各个流对应的filechannel
FileChannel sourceCh = fileInputStream.getChannel();
FileChannel destCh = fileOutputStream.getChannel();
//使用transferForm完成拷贝
destCh.transferFrom(sourceCh, 0,sourceCh.size());
//关闭资源
sourceCh.close();
sourceCh.close();
fileInputStream.close();
fileOutputStream.close();
}
}
四、关于Buffer 和 Channel 的注意事项和细节
1、ByteBuffer 支持类型化的put 和 get, put 放入的是什么数据类型, get就应该使用相应的数据类型来取出, 否则可能有 BufferUnderflowException 异常。
示例:
public class NIOByteBufferPutGet {
public static void main(String[] args) {
//创建一个Buffer
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(64);
//类型化方式放入数据
buffer.putInt(100);
buffer.putLong(9);
buffer.putChar('尚');
buffer.putShort((short) 4);
//取出
buffer.flip();
System.out.println();
System.out.println(buffer.getInt());
System.out.println(buffer.getLong());
System.out.println(buffer.getChar());
System.out.println(buffer.getShort());
}
}
如果把最后一个 getShort 替换成 getLong 就会抛出异常。
2、可以将一个普通Buffer 转成只读Buffer
示例:
public class ReadOnlyByteBuffer {
public static void main(String[] args) {
//创建一个buffer
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(64);
for(int i = 0; i < 64; i++) {
buffer.put((byte)i);
}
//准备读取
buffer.flip();
//得到一个只读的Buffer
ByteBuffer readOnlyBuffer = buffer.asReadOnlyBuffer();
System.out.println(readOnlyBuffer.getClass());
while (readOnlyBuffer.hasRemaining()) {
System.out.println(readOnlyBuffer.get());
}
//ReadOnlyBufferException
readOnlyBuffer.put((byte)100);
}
}
如果对 readOnlyBuffer进行 put 操作就会抛出异常。
3、NIO 还提供了 MappedByteBuffer, 可以让文件直接在内存(堆外的内存) 中进行修改, 而如何同步到文件由NIO 来完成。
示例:
/*
说明
1. MappedByteBuffer 可让文件直接在内存(堆外内存)修改, 操作系统不需要拷贝一次
*/
public class MappedByteBufferTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
//获取对应的通道
FileChannel channel = randomAccessFile.getChannel();
/**
* 参数1: FileChannel.MapMode.READ_WRITE 使用的读写模式
* 参数2: 0 : 可以直接修改的起始位置
* 参数3: 5: 是映射到内存的大小(不是索引位置) ,即将 1.txt 的多少个字节映射到内存
* 可以直接修改的范围就是 0-5
* 实际类型 DirectByteBuffer
*/
MappedByteBuffer mappedByteBuffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, 5);
mappedByteBuffer.put(0, (byte) 'H');
mappedByteBuffer.put(3, (byte) '9');
mappedByteBuffer.put(5, (byte) 'Y');//IndexOutOfBoundsException
randomAccessFile.close();
System.out.println("修改成功~~");
}
}
这里的5是映射到内存的大小,不是索引位置,如果在操作第5个位置就会抛出异常:
4、前面我们讲的读写操作, 都是通过一个Buffer 完成的, NIO 还支持 通过多个Buffer (即 Buffer 数组) 完成读写操作, 即 Scattering 和 Gathering
示例:Buffer 的分散和聚集
/**
* Scattering:将数据写入到buffer时,可以采用buffer数组,依次写入 [分散]
* Gathering: 从buffer读取数据时,可以采用buffer数组,依次读
*/
public class ScatteringAndGatheringTest {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//使用 ServerSocketChannel 和 SocketChannel 网络
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(7000);
//绑定端口到socket ,并启动
serverSocketChannel.socket().bind(inetSocketAddress);
//创建buffer数组
ByteBuffer[] byteBuffers = new ByteBuffer[2];
byteBuffers[0] = ByteBuffer.allocate(5);
byteBuffers[1] = ByteBuffer.allocate(3);
//等待客户端连接(telnet)
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
//假定从客户端接受8个字节
int messageLength = 8;
//循环的读取
while (true) {
int byteRead = 0;
while (byteRead < messageLength) {
long r = socketChannel.read(byteBuffers);
System.out.println("r = " + r);
//累计读取的字节数
byteRead += 1;
System.out.println("byteRead = " + byteRead);
//使用流打印, 看看当前的这个buffer的position 和 limit
Arrays.asList(byteBuffers)
.stream()
.map(byteBuffer -> "position=" + byteBuffer.position() + ", limit=" + byteBuffer.limit())
.forEach(System.out::println);
}
//将所有的buffer进行flip
Arrays.asList(byteBuffers).forEach(byteBuffer -> byteBuffer.flip());
//将数据读出显示到客户端
int byteWrite = 0;
while (byteWrite < messageLength) {
long w = socketChannel.write(byteBuffers);
byteWrite += 1;
System.out.println("byteWrite = " + byteWrite);
}
//将所有的buffer 进行clear
Arrays.asList(byteBuffers).forEach(buffer -> {
buffer.clear();
});
System.out.println("byteRead:=" + byteRead + " byteWrite=" + byteWrite + ", messagelength=" + messageLength);
}
}
}
【推荐】编程新体验,更懂你的AI,立即体验豆包MarsCode编程助手
【推荐】凌霞软件回馈社区,博客园 & 1Panel & Halo 联合会员上线
【推荐】抖音旗下AI助手豆包,你的智能百科全书,全免费不限次数
【推荐】博客园社区专享云产品让利特惠,阿里云新客6.5折上折
【推荐】轻量又高性能的 SSH 工具 IShell:AI 加持,快人一步
· 微软正式发布.NET 10 Preview 1:开启下一代开发框架新篇章
· DeepSeek R1 简明指南:架构、训练、本地部署及硬件要求
· 没有源码,如何修改代码逻辑?
· NetPad:一个.NET开源、跨平台的C#编辑器
· 面试官:你是如何进行SQL调优的?
2021-02-27 第四节:备忘录模式——总结