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。

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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
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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

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/** * 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

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/** * 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。