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Java NIO中的通道Channel通道基础


 

 
阅读目录
 
什么是通道Channel
创建通道
使用通道
关闭通道
参考资料
什么是通道Channel
 
这个说实话挺难定义的,有点抽象,不过我们可以根据它的用途来理解;
 
通道主要用于传输数据,从缓冲区的一侧传到另一侧的实体(如文件、套接字...),反之亦然;
 
通道是访问IO服务的导管,通过通道,我们可以以最小的开销来访问操作系统的I/O服务;
 
顺便说下,缓冲区是通道内部发送数据和接收数据的端点,如下图所示;
 
 
 
另外,关于通道Channel接口的定义,很简单,只有两个方法,判断通道是否打开和关闭通道;
 
复制代码
public interface Channel extends Closeable {
 
    public boolean isOpen();
 
    public void close() throws IOException;
 
}
复制代码
创建通道
 
通道主要分为两大类,文件(File)通道和套接字(socket)通道;
 
涉及的类有FileChannel类和三个socket通道类:SocketChannel、ServerSocketChannel和DatagramChannel;
 
下面分别看下这几个通道是如何创建的:
 
创建FileChannel通道
FileChannel通道只能通过在一个打开的RandomAccessFile、FileInputStream或FileOutputStream对象上调用getChannel( )方法来获取,如下所示:
 
        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile ("somefile", "r"); 
        FileChannel fc = raf.getChannel( );
创建SocketChannel通道
        SocketChannel sc = SocketChannel.open( ); 
        sc.connect (new InetSocketAddress ("somehost", someport));
创建ServerSocketChannel通道
        ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
        ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(somelocalport));
创建DatagramChannel通道
        DatagramChannel dc = DatagramChannel.open( );
使用通道
 
在使用通道的时候,我们通常都将通道的数据取出存入ByteBuffer对象或者从ByteBuffer对象中获取数据放入通道进行传输;
 
在使用通道的过程中,我们要注意通道是单向通道还是双向通道,单向通道只能读或写,而双向通道是可读可写的;
 
如果一个Channel类实现了ReadableByteChannel接口,则表示其是可读的,可以调用read()方法读取;
 
如果一个Channel类实现了WritableByteChannel接口,则表示其是可写的,可以调用write()方法写入;
 
如果一个Channel类同时实现了ReadableByteChannel接口和WritableByteChannel接口则为双向通道,如果只实现其中一个,则为单向通道;
 
如ByteChannel就是一个双向通道,实际上ByteChannel接口本身并不定义新的API方法,它是一个聚集了所继承的多个接口,并重新命名的便捷接口;
 
如下是一个使用通道的例子,展示了两个通道之间拷贝数据的过程,已添加了完整的注释:
 
复制代码
package nio;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.Channels;
import java.nio.channels.ReadableByteChannel;
import java.nio.channels.WritableByteChannel;
 
public class Main
{
 
    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        ReadableByteChannel source = Channels.newChannel(System.in);
        WritableByteChannel dest = Channels.newChannel(System.out);
        channelCopy1(source, dest);
        // channelCopy2 (source, dest);
        source.close();
        dest.close();
 
    }
 
    private static void channelCopy1(ReadableByteChannel src, WritableByteChannel dest)
        throws IOException
    {
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(16 * 1024);
        while (src.read(buffer) != -1)
        {
            // 切换为读状态
            buffer.flip();
            // 不能保证全部写入
            dest.write(buffer);
            // 释放已读数据的空间,等待数据写入
            buffer.compact();
        }
        // 退出循环的时候,由于调用的是compact方法,缓冲区中可能还有数据
        // 需要进一步读取
        buffer.flip();
        while (buffer.hasRemaining())
        {
            dest.write(buffer);
        }
    }
 
    private static void channelCopy2(ReadableByteChannel src, WritableByteChannel dest)
        throws IOException
    {
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(16 * 1024);
        while (src.read(buffer) != -1)
        {
            // 切换为读状态
            buffer.flip();
            // 保证缓冲区的数据全部写入
            while (buffer.hasRemaining())
            {
                dest.write(buffer);
            }
            // 清除缓冲区
            buffer.clear();
        }
        // 退出循环的时候,由于调用的是clear方法,缓冲区中已经没有数据,不需要进一步处理
    }
 
}
复制代码
关闭通道
 
我们可以通过调用close()方法来关闭通道;
 
一个打开的通道代表与一个特定I/O服务的特定连接,并封装该连接的状态。当通道关闭时,这个连接会丢失,然后通道将不再连接任何东西。
 
可以通过isOpen()方法来判断通道是否打开,如果对关闭的通道进行读写等操作,会导致ClosedChannelException异常;
 
另外,如果一个通道实现了InterruptibleChannel接口,那么,当该通道上的线程被中断时,通道会被关闭,且该线程会抛出ClosedByInterruptException异常;