NIO详解（十二）：AsynchronousFileChannel详解

左手的ㄟ右手 2022-01-29 02:43 764阅读 0赞

# 1. 概述 #

Java NIO中的FileChannel是一个连接到文件的通道。可以通过文件通道读写文件。FileChannel无法设置为非阻塞模式，他总是运行在阻塞模式下。在Java 7中，AsynchronousFileChannel被添加到Java NIO。AsynchronousFileChannel使读取数据，并异步地将数据写入文件成为可能。

# 2. 创建一个AsynchronousFileChannel #

使用AsynchronousFileChannel提供的静态方法 open() 创建它。示例代码如下：

Path path = Paths.get("data/test.xml");
    AsynchronousFileChannel fileChannel =AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ);

第一个参数是一个 PATH 的对象实例，它指向了那个与 AsynchronousFileChannel 相关联的文件。

第二个参数是一个或多个操作选项，它决定了 AsynchronousFileChannel 将对目标文件做何种操作。示例代码中我们使用了 StandardOpenOption.READ ，它表明我们将要对目标文件进行读操作。

# 3. 从AsynchronousFileChannel中读取数据 #

## 3.1 使用Futrue读取数据 ##

从AsynchronousFileChannel读取数据的第一种方法是调用返回Future的read()方法。下面是如何调用这个read()方法的示例:

Future<Integer> operation = fileChannel.read(buffer, 0);

read()方法的这个版本将ByteBuffer作为第一个参数。从AsynchronousFileChannel读取的数据被读入这个ByteBuffer。第二个参数是文件中的字节位置，以便开始读取。

read()方法会立即返回，即使读操作还没有完成。通过调用read()方法返回的Future实例的isDone()方法，您可以检查读取操作是否完成。

AsynchronousFileChannel fileChannel = 
        AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ);
    
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    long position = 0;
    
    Future<Integer> operation = fileChannel.read(buffer, position);
    
    while(!operation.isDone());
    
    buffer.flip();
    byte[] data = new byte[buffer.limit()];
    buffer.get(data);
    System.out.println(new String(data));
    buffer.clear();

上面的程序首先创建了一个 AsynchronousFileChannel 对象，然后调用它的read()方法返回一个Future。其中read()方法需要两个参数，一个是ByteBuffer，另一个是读取文件的开始位置。然后通过循环调用isDone() 方法检测读取过程是否完成，完成后 isDone()方法将返回true。尽管这样让cpu空转了一会，但是我们还是应该等读取操作完成后再进行后续的步骤。

一旦读取完成，数据被存储到ByteBuffer，然后将数据转化为字符串既而输出。

## 3.2 使用CompletionHandler读取数据 ##

第二种读取数据的方式是调用AsynchronousFileChannel 的另一个重载 read() 方法，改方法需要一个CompletionHandler 作为参数。下面是代码示例：

fileChannel.read(buffer, position, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() { 
        @Override
        public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) { 
            System.out.println("result = " + result);
    
            attachment.flip();
            byte[] data = new byte[attachment.limit()];
            attachment.get(data);
            System.out.println(new String(data));
            attachment.clear();
        }
    
        @Override
        public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) { 
    
        }
    });

一旦读取操作完成，CompletionHandler的 complete() 方法将会被调用。它的第一个参数是个 Integer类型，表示读取的字节数。第二个参数 attachment 是 ByteBuffer 类型的，用来存储读取的数据。它其实就是由 read() 方法的第三个参数。当前示例中，我们选用 ByteBuffer 来存储数据，其实我们也可以选用其他的类型。读取失败的时候，CompletionHandler的 failed()方法会被调用。

# 4. 向AsynchronousFileChannel中写入数据 #

就像读取一样，我们同样有两种方式向 AsynchronousFileChannel 写入数据。我们可以调用它的2个重载的 write() 方法。下面我们将分别加以介绍。

## 4.1 使用Future读取数据 ##

AsynchronousFileChannel也可以异步写入数据。下面是一个完整的写入示例：

Path path = Paths.get("data/test-write.txt");
    AsynchronousFileChannel fileChannel = 
        AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.WRITE);
    
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    long position = 0;
    
    buffer.put("test data".getBytes());
    buffer.flip();
    
    Future<Integer> operation = fileChannel.write(buffer, position);
    buffer.clear();
    
    while(!operation.isDone());
    
    System.out.println("Write done");

首先实例化一个写入模式的 AsynchronousFileChannel, 然后创建一个 ByteBuffer 并写入一些数据。再然后将数据写入文件。最后，检查返回的 Future，看是否写入完成。

> 注意，写入目标文件要提前创建好，如果它不存在的话，writh() 方法会抛出一个 java.nio.file.NoSuchFileException。

## 4.2 使用CompletionHandler写入数据 ##

使用 CompletionHandler代替Future向AsynchronousFileChannel写入数据，这种方式可以更加直接的知道写入过程是否完成。下面是示例程序：

Path path = Paths.get("data/test-write.txt");
    if(!Files.exists(path)){ 
        Files.createFile(path);
    }
    AsynchronousFileChannel fileChannel = 
        AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.WRITE);
    
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    long position = 0;
    
    buffer.put("test data".getBytes());
    buffer.flip();
    
    fileChannel.write(buffer, position, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() { 
    
        @Override
        public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) { 
            System.out.println("bytes written: " + result);
        }
    
        @Override
        public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) { 
            System.out.println("Write failed");
            exc.printStackTrace();
        }
    });

当写入程序完成时，CompletionHandler的completed()方法将会被调用，相反的如果写入失败则会调用failed()方法。