NIO之通道Channel【FileChannel介绍】
NIO之通道Channel【FileChannel介绍】
通道(channel)介绍
Channel是一个对象,作用是用于源节点和目标节点的连接,在java NIO中负责缓冲区数据的传递。Channel本身不存储数据，因此需要配合缓冲区进行传输。
主要的实现类有
主要的实现类有如下四个: FileChannel, SocketChannel, ServerSocketChannel, DatagramChannel,都实现了java.nio.channels.Channel接口
获取通道
- Java针对支持通道的类提供了getChannel()方法
本地IO | 网络IO |
|---|---|
FileInputStream/FileOutputStream | Socket |
RandomAccessFile | ServerSocket |
无 | DatagramSocket |
- 在JDK1.7中的NIO.2针对各个通道提供了静态方法open()
- 在JDK1.7中的NIO.2的Files工具类的newByteChannel()
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1本地IO获取通道
FileInputStream in = new FileInputStream("c:/tools/a.txt");
FileChannel fileChannel = in.getChannel();
// 2.通过open方法获取
FileChannel.open(Paths.get("c:/tools/a.txt"), StandardOpenOption.READ);
}案例-文件复制
1.使用FileChannel配合缓冲区实现文件复制的功能
/**
* FileChannel实现文件复制功能
* @param args
* @throws Exception
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
FileInputStream in = new FileInputStream("c:/tools/a.txt");
FileOutputStream out = new FileOutputStream("c:/tools/a-copy1.txt");
FileChannel inChannel = in.getChannel();
FileChannel outChannel = out.getChannel();
// 分配指定大小的缓冲区
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(1024);
// 将通道中的数据存入缓冲区中
while(inChannel.read(bb)!=-1){
bb.flip();// 切换到读取模式
outChannel.write(bb); // 将缓冲区的数据写入到输出通道中
bb.clear(); // 清空缓冲区
}
outChannel.close();
inChannel.close();
}2.内存映射文件的方式实现文件复制
/**
* 使用直接缓冲区来完成文件的复制【内存映射文件】
* @param args
* @throws Exception
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("c:/tools/a.txt"),StandardOpenOption.READ );
FileChannel outChannel = FileChannel.open(
Paths.get("c:/tools/aa.txt")
, StandardOpenOption.WRITE
,StandardOpenOption.CREATE
,StandardOpenOption.READ);
// 获取内存映射文件
MappedByteBuffer inMap = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
MappedByteBuffer outMap = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
byte[] b = new byte[inMap.limit()];
// 从磁盘文件中获取数据写入到b字节数组中
inMap.get(b);
// 将b字节数组中的数据写入到磁盘文件中
outMap.put(b);
inChannel.close();
outChannel.close();
}3.Channel-to-channel方式实现复制
/**
* 使用直接缓冲区来完成文件的复制【内存映射文件】
* @param args
* @throws Exception
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("c:/tools/a.txt"),StandardOpenOption.READ );
FileChannel outChannel = FileChannel.open(
Paths.get("c:/tools/aa1.txt")
,StandardOpenOption.WRITE
,StandardOpenOption.CREATE
,StandardOpenOption.READ);
//Channel-to-channel 传输是可以极其快速的，特别是在底层操作系统提供本地支持的时候。某些
//操作系统可以不必通过用户空间传递数据而进行直接的数据传输。对于大量的数据传输，这会是一个巨大的帮助
inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
inChannel.close();
outChannel.close();
}scatter和gather
分散（scatter）
从Channel中读取是指在读操作时将读取的数据写入多个buffer中,将从Channel中读取的数据“分散（scatter）”到多个Buffer中
/**
* 分散：scatter
* @param args
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get("c:/tools/a.txt"), StandardOpenOption.READ);
// TODO Auto-generated method stub
ByteBuffer header = ByteBuffer.allocate(16);
ByteBuffer body = ByteBuffer.allocate(1024);
ByteBuffer[] bufferArray = { header, body };
channel.read(bufferArray);
bufferArray[0].flip();
bufferArray[1].flip();
System.out.println(new String(bufferArray[0].array(),0,bufferArray[0].limit()));
System.out.println("---------");
System.out.println(new String(bufferArray[1].array(),0,bufferArray[1].limit()));
}注意buffer首先被插入到数组，然后再将数组作为channel.read() 的输入参数。read()方法按照buffer在数组中的顺序将从channel中读取的数据写入到buffer，当一个buffer被写满后，channel紧接着向另一个buffer中写。 Scattering Reads在移动下一个buffer前，必须填满当前的buffer，这也意味着它不适用于动态消息(译者注：消息大小不固定)。换句话说，如果存在消息头和消息体，消息头必须完成填充（例如 128byte），Scattering Reads才能正常工作。
聚集（gather）
写入Channel是指在写操作时将多个buffer的数据写入同一个Channel， 将多个Buffer中的数据“聚集（gather）”后发送到Channel
/**
* 聚集gether
* @param args
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get("c:/tools/ag.txt"), StandardOpenOption.WRITE);
ByteBuffer header = ByteBuffer.allocate(128);
ByteBuffer body = ByteBuffer.allocate(1024);
// 写入内容
header.put("bobo".getBytes());
// 转换为读模式
header.flip();
// 写入内容
body.put("hello".getBytes());
// 转换为读模式
body.flip();
//write data into buffers
ByteBuffer[] bufferArray = { header, body };
// 将这两个缓冲区的数据依次写入到文件中
channel.write(bufferArray);
}buffers数组是write()方法的入参，write()方法会按照buffer在数组中的顺序，将数据写入到channel，注意只有position和limit之间的数据才会被写入。因此，如果一个buffer的容量为128byte，但是仅仅包含58byte的数据，那么这58byte的数据将被写入到channel中。因此与Scattering Reads相反，Gathering Writes能较好的处理动态消息。