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Java NIO 的前生今世 之二 NIO Channel 小結(jié)

JasonZhang / 2841人閱讀

摘要：通常來說所有的的操作都是從開始的一個(gè)類似于一個(gè)和對(duì)比我們可以在同一個(gè)中執(zhí)行讀和寫操作然而同一個(gè)僅僅支持讀或?qū)懣梢援惒降刈x寫而是阻塞的同步讀寫總是從中讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入到中類型有文件操作操作操作操作使用在服務(wù)器端這些通道涵蓋了和網(wǎng)絡(luò)以及文件

Java NIO Channel

通常來說, 所有的 NIO 的 I/O 操作都是從 Channel 開始的. 一個(gè) channel 類似于一個(gè) stream.
java Stream 和 NIO Channel 對(duì)比

我們可以在同一個(gè) Channel 中執(zhí)行讀和寫操作, 然而同一個(gè) Stream 僅僅支持讀或?qū)?

Channel 可以異步地讀寫, 而 Stream 是阻塞的同步讀寫.

Channel 總是從 Buffer 中讀取數(shù)據(jù), 或?qū)?shù)據(jù)寫入到 Buffer 中.

Channel 類型有:

FileChannel, 文件操作

DatagramChannel, UDP 操作

SocketChannel, TCP 操作

ServerSocketChannel, TCP 操作, 使用在服務(wù)器端.
這些通道涵蓋了 UDP 和 TCP網(wǎng)絡(luò) IO以及文件 IO.

基本的 Channel 使用例子:

public static void main( String[] args ) throws Exception
{
    RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("/Users/xiongyongshun/settings.xml", "rw");
    FileChannel inChannel = aFile.getChannel();

    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

    int bytesRead = inChannel.read(buf);
    while (bytesRead != -1) {
        buf.flip();

        while(buf.hasRemaining()){
            System.out.print((char) buf.get());
        }

        buf.clear();
        bytesRead = inChannel.read(buf);
    }
    aFile.close();
}
FileChannel

FileChannel 是操作文件的Channel, 我們可以通過 FileChannel 從一個(gè)文件中讀取數(shù)據(jù), 也可以將數(shù)據(jù)寫入到文件中.
注意, FileChannel 不能設(shè)置為非阻塞模式.

打開 FileChannel 
RandomAccessFile aFile     = new RandomAccessFile("test.txt", "rw");
FileChannel      inChannel = aFile.getChannel();
從 FileChannel 中讀取數(shù)據(jù) 
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = inChannel.read(buf);
寫入數(shù)據(jù) 
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);
}
關(guān)閉

當(dāng)我們對(duì) FileChannel 的操作完成后, 必須將其關(guān)閉

channel.close();
設(shè)置 position 
long pos channel.position();
channel.position(pos +123);
文件大小

我們可以通過 channel.size()獲取關(guān)聯(lián)到這個(gè) Channel 中的文件的大小. 注意, 這里返回的是文件的大小, 而不是 Channel 中剩余的元素個(gè)數(shù).

截?cái)辔募?/b> 
channel.truncate(1024);

將文件的大小截?cái)酁?024字節(jié).

強(qiáng)制寫入

我們可以強(qiáng)制將緩存的未寫入的數(shù)據(jù)寫入到文件中:

channel.force(true);
SocketChannel

SocketChannel 是一個(gè)客戶端用來進(jìn)行 TCP 連接的 Channel.
創(chuàng)建一個(gè) SocketChannel 的方法有兩種:

打開一個(gè) SocketChannel, 然后將其連接到某個(gè)服務(wù)器中

當(dāng)一個(gè) ServerSocketChannel 接受到連接請(qǐng)求時(shí), 會(huì)返回一個(gè) SocketChannel 對(duì)象.

打開 SocketChannel 
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://example.com", 80));
關(guān)閉 
socketChannel.close();
讀取數(shù)據(jù) 
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = socketChannel.read(buf);

如果 read()返回 -1, 那么表示連接中斷了.

寫入數(shù)據(jù) 
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);
}
非阻塞模式

我們可以設(shè)置 SocketChannel 為異步模式, 這樣我們的 connect, read, write 都是異步的了.

連接
socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://example.com", 80));

while(! socketChannel.finishConnect() ){
    //wait, or do something else...    
}

在異步模式中, 或許連接還沒有建立, connect 方法就返回了, 因此我們需要檢查當(dāng)前是否是連接到了主機(jī), 因此通過一個(gè) while 循環(huán)來判斷.

讀寫

在異步模式下, 讀寫的方式是一樣的.
在讀取時(shí), 因?yàn)槭钱惒降? 因此我們必須檢查 read 的返回值, 來判斷當(dāng)前是否讀取到了數(shù)據(jù).

ServerSocketChannel

ServerSocketChannel 顧名思義, 是用在服務(wù)器為端的, 可以監(jiān)聽客戶端的 TCP 連接, 例如:

ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));
while(true){
    SocketChannel socketChannel =
            serverSocketChannel.accept();

    //do something with socketChannel...
}
打開 關(guān)閉 
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.close();
監(jiān)聽連接

我們可以使用ServerSocketChannel.accept()方法來監(jiān)聽客戶端的 TCP 連接請(qǐng)求, accept()方法會(huì)阻塞, 直到有連接到來, 當(dāng)有連接時(shí), 這個(gè)方法會(huì)返回一個(gè) SocketChannel 對(duì)象:

while(true){
    SocketChannel socketChannel =
            serverSocketChannel.accept();

    //do something with socketChannel...
}
非阻塞模式

在非阻塞模式下, accept()是非阻塞的, 因此如果此時(shí)沒有連接到來, 那么 accept()方法會(huì)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...
        }
}
DatagramChannel

DatagramChannel 是用來處理 UDP 連接的.

打開 
DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();
channel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));
讀取數(shù)據(jù) 
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();

channel.receive(buf);
發(fā)送數(shù)據(jù) 
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));
連接到指定地址

因?yàn)?UDP 是非連接的, 因此這個(gè)的 connect 并不是向 TCP 一樣真正意義上的連接, 而是它會(huì)講 DatagramChannel 鎖住, 因此我們僅僅可以從指定的地址中讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù).

channel.connect(new InetSocketAddress("example.com", 80));
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