Java NIO 的前生今世 之二 NIO Channel 小結

Java NIO Channel

一般來講, 全部的 NIO 的 I/O 操做都是從 Channel 開始的. 一個 channel 相似於一個 stream.
java Stream 和 NIO Channel 對比

• 咱們能夠在同一個 Channel 中執行讀和寫操做, 然而同一個 Stream 僅僅支持讀或寫.

• Channel 能夠異步地讀寫, 而 Stream 是阻塞的同步讀寫.

• Channel 老是從 Buffer 中讀取數據, 或將數據寫入到 Buffer 中.

Channel 類型有:

• FileChannel, 文件操做

• DatagramChannel, UDP 操做

• SocketChannel, TCP 操做

• ServerSocketChannel, TCP 操做, 使用在服務器端.
  這些通道涵蓋了 UDP 和 TCP網絡 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 是操做文件的Channel, 咱們能夠經過 FileChannel 從一個文件中讀取數據, 也能夠將數據寫入到文件中.
注意, FileChannel 不能設置爲非阻塞模式.

打開 FileChannel

RandomAccessFile aFile     = new RandomAccessFile("test.txt", "rw");
FileChannel      inChannel = aFile.getChannel();

從 FileChannel 中讀取數據

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = inChannel.read(buf);

寫入數據

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);
}

關閉

當咱們對 FileChannel 的操做完成後, 必須將其關閉

channel.close();

設置 position

long pos channel.position();
channel.position(pos +123);

文件大小

咱們能夠經過 channel.size()獲取關聯到這個 Channel 中的文件的大小. 注意, 這裏返回的是文件的大小, 而不是 Channel 中剩餘的元素個數.

截斷文件

channel.truncate(1024);

將文件的大小截斷爲1024字節.

強制寫入

咱們能夠強制將緩存的未寫入的數據寫入到文件中:

channel.force(true);

SocketChannel

SocketChannel 是一個客戶端用來進行 TCP 鏈接的 Channel.
建立一個 SocketChannel 的方法有兩種:

• 打開一個 SocketChannel, 而後將其鏈接到某個服務器中

• 當一個 ServerSocketChannel 接受到鏈接請求時, 會返回一個 SocketChannel 對象.

打開 SocketChannel

SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://example.com", 80));

關閉

socketChannel.close();

讀取數據

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = socketChannel.read(buf);

若是 read()返回 -1, 那麼表示鏈接中斷了.

寫入數據

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

咱們能夠設置 SocketChannel 爲異步模式, 這樣咱們的 connect, read, write 都是異步的了.

鏈接

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, 或許鏈接尚未創建, connect 方法就返回了, 所以咱們須要檢查當前是不是鏈接到了主機, 所以經過一個 while 循環來判斷.

讀寫

在異步模式下, 讀寫的方式是同樣的.
在讀取時, 由於是異步的, 所以咱們必須檢查 read 的返回值, 來判斷當前是否讀取到了數據.

ServerSocketChannel

ServerSocketChannel 顧名思義, 是用在服務器爲端的, 能夠監聽客戶端的 TCP 鏈接, 例如:

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

    //do something with socketChannel...
}

打開 關閉

ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();

serverSocketChannel.close();

監聽鏈接

咱們可使用ServerSocketChannel.accept()方法來監聽客戶端的 TCP 鏈接請求, accept()方法會阻塞, 直到有鏈接到來, 當有鏈接時, 這個方法會返回一個 SocketChannel 對象:

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, 所以若是此時沒有鏈接到來, 那麼 accept()方法會返回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 鏈接的.

打開

DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();
channel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));

讀取數據

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();

channel.receive(buf);

發送數據

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));

鏈接到指定地址

由於 UDP 是非鏈接的, 所以這個的 connect 並非向 TCP 同樣真正意義上的鏈接, 而是它會講 DatagramChannel 鎖住, 所以咱們僅僅能夠從指定的地址中讀取或寫入數據.

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

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