（三：NIO系列） Java NIO Channel

时间：2022-12-01 04:58:46

出处： Java NIO Channel

1.1. Java NIO Channel的特点

　和老的OIO相比，通道和NIO流（非阻塞IO）主要有以下几点区别：

　　（1）OIO流一般来说是单向的（只能读或者写），通道可以读也可以写。

　　（2）OIO流值读写阻塞的，而通道可以异步读写。

　　（3）通道总是基于缓冲区Buffer来读写。

1.2. Channel类型

　下面列出Java NIO中最重要的集中Channel的实现：

　　（1）FileChannel

　　（2）DatagramChannel

　　（3）SocketChannel

　　（4）ServerSocketChannel

　四种通道的说明如下：

　　　　FileChannel 用于文件的数据读写。

　　　　DatagramChannel 用于UDP的数据读写。

　　　　SocketChannel 用于TCP的数据读写。

　　　　ServerSocketChannel 允许我们监听TCP链接请求，每个请求会创建会一个SocketChannel。

　这个四种通道，涵盖了 UDP 和 TCP网络 IO以及文件 IO的操作。下面从通道的新建、读取、写入、关闭等四个操作，四种通道进行简单的介绍。

1.3. FileChannel

　　FileChannel 是操作文件的Channel，我们可以通过 FileChannel 从一个文件中读取数据，也可以将数据写入到文件中。

　　注意，FileChannel 不能设置为非阻塞模式。

　操作一：打开 FileChannel通道

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

FileChannel inChannel = aFile.getChannel();

　操作二：读取数据

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

int bytesRead = inChannel.read(buf);

　操作三：写入数据

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);

}

　操作四：关闭

　　channel.close();

　　当我们对 FileChannel 的操作完成后，必须将其关闭。

　操作五：强制刷新磁盘

　　channel.force(true);

　　FileChannel的force()方法将所有未写入的数据从通道刷新到磁盘中。在你调用该force()方法之前，出于性能原因，操作系统可能会将数据缓存在内存中，因此您不能保证写入通道的数据实际上写入磁盘。

1.4. SocketChannel

　　有两种Socket通道，一个是客户端的SocketChannel，一个是负责服务器端的Socket通道ServerSocketChannel。SocketChannel与OIO中的Socket类对应，ServerSocketChannel对应于OIO中的ServerSocket类相NIO。

　　两种Socket通道新增的通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。在阻塞模式下的通道的创建、关闭、读写操作如下：

　操作一：创建

　　SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();

　　socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1"，80));

　　这个是客户端的创建。当一个服务器端的ServerSocketChannel 接受到连接请求时，也会返回一个 SocketChannel 对象。

　操作二：读取

　　ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

　　int bytesRead = socketChannel.read(buf);

　　如果 read()返回 -1，那么表示连接中断了.

　操作三：写入数据

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);

}

　操作四：关闭

　　socketChannel.close();

　　在非阻塞模式，我们可以设置 SocketChannel 为异步模式，这样我们的 connect，read，write 都是异步的了.

　操作一：连接

socketChannel.configureBlocking(false);

socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1"，80));

while(! socketChannel.finishConnect() ){

    //wait，or do something else...

}

　　在异步模式中，或许连接还没有建立，socketChannel.connect 方法就返回了，因此我们不断的自旋，检查当前是否是连接到了主机。

　操作二：非阻塞读写

　　在异步模式下，读写的方式是一样的.

　　在读取时，因为是异步的，因此我们必须检查 read 的返回值，来判断当前是否读取到了数据.

ServerSocketChannel

　　ServerSocketChannel 顾名思义，是用在服务器为端的，可以监听客户端的 TCP 连接，例如:

ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();

serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));

while(true){

    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();

    //do something with socketChannel...

}

操作四：关闭

　　ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();

　　serverSocketChannel.close();

　1.4.1. 监听连接

　　我们可以使用ServerSocketChannel.accept()方法来监听客户端的 TCP 连接请求，accept()方法会阻塞，直到有连接到来，当有连接时，这个方法会返回一个 SocketChannel 对象:

while(true){

    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();

    //do something with socketChannel...

}
　1.4.2. 非阻塞模式

　　在非阻塞模式下，accept()是非阻塞的，因此如果此时没有连接到来，那么 accept()方法会返回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...

        }

}

1.5. DatagramChannel

　　DatagramChannel 是用来处理 UDP 连接的.

　操作一：打开

　　DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();

　　channel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));

　操作二：读取数据

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

buf.clear();

channel.receive(buf);

　操作三：发送数据

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));

　连接到指定地址

　　因为 UDP 是非连接的，因此这个的 connect 并不是向 TCP 一样真正意义上的连接，因此我们仅仅可以从指定的地址中读取或写入数据.

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

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