• 通道
  • 通道基礎(chǔ)
    • 通道打開
    • 通道使用
    • 通道關(guān)閉
  • Scatter/Gather
  • 文件通道
    • 文件通道代碼示例
  • Socket通道
    • Socket通道代碼示例
  • 總結(jié)

通道

channel用于字節(jié)緩沖區(qū)和位于通道另一側(cè)的實體（通常是一個文件或套接字）之間有效的傳輸數(shù)據(jù)。
通道時一種途徑，通過這種途徑，可以用最小的總開銷來訪問操作系統(tǒng)本身的IO服務(wù)，緩沖區(qū)則是通道內(nèi)部用于發(fā)送和接受數(shù)據(jù)的斷點。

通道基礎(chǔ)

頂層接口Channel，次級接口WritableByteChannel、ReadableByteChannel、InterruptibleChannel等。描述通道行為的接口在java.nio.channels包中定義，具體的通道實現(xiàn)都是從java.nio.channels.spi中的類引申來的。

通道打開

IO可以分為廣義的兩大類：File IO和Stream IO，對應(yīng)File通道和Socket通道。體現(xiàn)在FileChannel類和三個socket通道類：SocketChannel、ServerSocketChannel和DatagramChannel。
代碼如下：

//打開SocketChannelSocketChannel sc = SocketChannel.open( );sc.connect (new InetSocketAddress("somehost", port));//打開ServerSocketChannelServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open( );ssc.socket( ).bind (new InetSocketAddress (port));DatagramChannel dc = DatagramChannel.open( );//FileChannel只能通過 RandomAccessFile、FileInputStream 或 FileOutputStream 對象上調(diào)用 getChannel( )方法來獲取RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile ("somefile", "r");FileChannel fc = raf.getChannel( );

通道使用

利用通道，從控制臺接收輸入，并在控制臺打印出接收的輸入。代碼如下：

public static void main(String[] args) throws IOException {//一個讀通道，一個寫通道ReadableByteChannel source = Channels.newChannel(System.in);WritableByteChannel dest = Channels.newChannel(System.out);channelCopy(source,dest);source.close();dest.close();}private static void channelCopy(ReadableByteChannel source, WritableByteChannel dest) throws IOException{ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(16 * 1024);ByteBuffer flag = ByteBuffer.allocate(4);while (source.read(byteBuffer) != -1) {byteBuffer.flip();//輸出標(biāo)記flag.put((byte)'-').put((byte)'-').put((byte)'-').put((byte) '>');flag.flip();dest.write(flag);dest.write(byteBuffer);flag.clear();byteBuffer.compact();}byteBuffer.flip();//確保緩沖區(qū)排干凈while (byteBuffer.hasRemaining()) {flag.putChar('-').putChar('-').putChar('-');flag.flip();dest.write(byteBuffer);flag.clear();}}

測試輸入輸出如下：

通道關(guān)閉

與緩沖區(qū)不同，通道不能重復(fù)利用，打開通道即代表與一個特定的IO服務(wù)的特定鏈接并封裝該鏈接的狀態(tài)，通道關(guān)閉時，連接丟失，通道不在連接任何東西。
調(diào)用close方法時，可能導(dǎo)致線程暫時阻塞，關(guān)閉的通道上調(diào)用close方法不會產(chǎn)生任何操作，只會立即返回。可以通過isOpen方法判斷通道狀態(tài)。
如果一個線程被中斷，那么這個線程訪問的通道將立即關(guān)閉，這也是為程序健壯性而采用的一種權(quán)衡。

Scatter/Gather

在多個緩沖區(qū)實現(xiàn)一個簡單的IO操作：
對于write，數(shù)據(jù)是從幾個緩沖區(qū)按順序抽取（gather）并沿著通道發(fā)送。該gather過程，好比全部緩沖區(qū)內(nèi)容被連接起來，并在發(fā)送前存放到一個大的緩沖區(qū)。
對于read，從通道讀取的數(shù)據(jù)會被按順序散布（scatter）到多個緩沖區(qū)，將每個緩沖區(qū)填滿直至通道中的數(shù)據(jù)或緩沖區(qū)的空間被消耗完。
接口定義如下， 其中read和write入?yún)rBuffer數(shù)組：

public interface ScatteringByteChannelextends ReadableByteChannel {public long read (ByteBuffer [] dsts)throws IOException;public long read (ByteBuffer [] dsts, int offset, int length)throws IOException; } public interface GatheringByteChannelextends WritableByteChannel {public long write(ByteBuffer[] srcs)throws IOException;public long write(ByteBuffer[] srcs, int offset, int length)throws IOException; }

文件通道

具體來講FileChannel，接口如下：

public abstract class FileChannelextends AbstractInterruptibleChannelimplements SeekableByteChannel, GatheringByteChannel, ScatteringByteChannel

FileChannel 對象是線程安全(thread-safe)的.
對于文件IO，最強大之處在于異步IO，它允許一個進程可以從操作系統(tǒng)請求一個或多個IO操作而不必等待這些操作完成。

文件通道代碼示例

• 將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，通過文件channel寫入文件

public static void write(String filePath) throws Exception {/*寫文件，使用FileOutputStream，RandomAccessFile都可以。*/ /* RandomAccessFile file = new RandomAccessFile(filePath,"rw");*/FileOutputStream file = new FileOutputStream(new File(filePath));ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(500);String str = "hello LK";/*數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)*/byteBuffer.put(str.getBytes());byteBuffer.flip();FileChannel fileChannel = file.getChannel();//將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)寫入文件通道fileChannel.write(byteBuffer);byteBuffer.clear();fileChannel.close();}

• 通過文件channel，將文件中的數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)

public static void read(String filePath) throws Exception {FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(new File(filePath));/*一個FileChannel對象卻只能通過在一個打開的RandomAccessFile、FileInputStream或FileOutputStream對象上調(diào)用getChannel()方法來獲取，開發(fā)者不能直接創(chuàng)建一個FileChannel*/FileChannel fileChannel = fileInputStream.getChannel();ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(500);//將文件channel讀入緩沖區(qū)fileChannel.read(byteBuffer);byteBuffer.flip();while (byteBuffer.hasRemaining()){System.out.print((char)byteBuffer.get());}byteBuffer.clear();fileChannel.close();}

Socket通道

新的Socket通道類可以運行非阻塞模式，并且是可選擇的。借助新的NIO類，一個或幾個線程可以管理成百上千的活動socket連接，并且只有很少的性能順勢。
全部 socket 通道類(DatagramChannel、SocketChannel 和 ServerSocketChannel)都是由位于java.nio.channels.spi 包中的AbstractSelectableChannel引申而來。
DatagramChannel 和 SocketChannel 實現(xiàn)定義讀和寫功能的接口而 ServerSocketChannel 不實現(xiàn)。ServerSocketChannel 負(fù)責(zé)監(jiān)聽傳入的連接和創(chuàng)建新的SocketChannel 對象，它本身從不傳 輸數(shù)據(jù)。

Socket通道代碼示例

啟動一個ServerSocketChannel，監(jiān)聽8001端口，非阻塞模式。啟動10個SocketChannel線程向ServerSocketChannel寫數(shù)據(jù)。
ServerSocketChannel代碼如下：

ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();/*非阻塞*/serverSocketChannel.configureBlocking(false);serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(port));System.out.println("ServerSocketChannel is OK，waiting @[" + LocalDateTime.now() + "]");for (; ; ) {SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();if (socketChannel == null) {Thread.sleep(1000);System.out.println("ServerSocketChannel sleep 1000ms.");continue;}String connectIP = socketChannel.socket().getRemoteSocketAddress().toString();System.out.println("客戶端已有數(shù)據(jù)到來，客戶端ip為:" + connectIP + ", 時間為" + LocalDateTime.now());ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);socketChannel.read(byteBuffer);byteBuffer.flip();while (byteBuffer.hasRemaining()) {System.out.print((char) byteBuffer.get());}socketChannel.close();}}

啟動10個SocketCHannel代碼如下：

private static final int port = 8001;public static void main(String[] args) {for (int i=0;i<10;i++) {new SocketChannelImpl(port,i).start();}}private static class SocketChannelImpl extends Thread {private int count = 0;private int port;public SocketChannelImpl(int port,int count){this.port = port;this.count = count;}@Overridepublic void run() {try {SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();/*非阻塞*/socketChannel.configureBlocking(false);socketChannel.connect(new InetSocketAddress(port));for (;!socketChannel.finishConnect();) {System.out.println("connectting....");Thread.sleep(50);}ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);String content = "hello, i am client--------->" + count;byteBuffer.put(content.getBytes());byteBuffer.flip();socketChannel.write(byteBuffer);byteBuffer.clear();socketChannel.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}

運行結(jié)果如下：

補充下：
ServerSocketChannel監(jiān)聽的是8001端口，你可以在瀏覽器，輸入：http://localhost:8001/helloworld，你會發(fā)現(xiàn)你的ServerSocketChannel也是可以收到數(shù)據(jù)了，這也web服務(wù)器處理的基礎(chǔ)了。

總結(jié)

以上，了解了基本的通道操作，文件通道和socket通道的使用示例，我覺得點個贊，不過分=。=
以上所有代碼示例，可以fork這里：github

謝謝

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/lknny/p/9096212.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java NIO之通道的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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