Java NIO -- 通道 Channel

简介: 通道(Channel):由 java.nio.channels 包定义的。Channel 表示 IO 源与目标打开的连接。Channel 类似于传统的“流”。只不过 Channel本身不能直接访问数据,Channel 只能与Buffer 进行交互。

通道(Channel):由 java.nio.channels 包定义的。Channel 表示 IO 源与目标打开的连接。
Channel 类似于传统的“流”。只不过 Channel本身不能直接访问数据,Channel 只能与Buffer 进行交互。

Java 为 为 Channel 接口提供的最主要实现类如下:

  1. FileChannel:用于读取、写入、映射和操作文件的通道。
  2. DatagramChannel:通过 UDP 读写网络中的数据通道。
  3. SocketChannel:通过 TCP 读写网络中的数据。
  4. ServerSocketChannel:可以监听新进来的 TCP 连接,对每一个新进来的连接都会创建一个 SocketChannel。

获取通道

获取通道的一种方式是对支持通道的对象调用getChannel() 方法。支持通道的类如下:

  1. FileInputStream
  2. FileOutputStream
  3. RandomAccessFile
  4. DatagramSocket
  5. Socket
  6. ServerSocket

在 JDK 1.7 中的 NIO.2 针对各个通道提供了静态方法 open()
在 JDK 1.7 中的 NIO.2 的 Files 工具类的 newByteChannel()

通道之间的数据传输

transferFrom()
transferTo()

分散(Scatter)与聚集(Gather)

分散读取(Scattering Reads):将通道中的数据分散到多个缓冲区中


聚集写入(Gathering Writes):将多个缓冲区中的数据聚集到通道中

Charset

编码:字符串 -> 字节数组
解码:字节数组 -> 字符串

通道的数据传输

将 Buffer 中数据写入 Channel

outChannel.write(buf)

从 Channel 读取数据到 Buffer

inChannel.read(buf)
//利用通道完成文件的复制(非直接缓冲区)
    @Test
    public void test1(){
        long start = System.currentTimeMillis();
        
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        //①获取通道
        FileChannel inChannel = null;
        FileChannel outChannel = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("1.png");
            fos = new FileOutputStream("2.png");
            
            inChannel = fis.getChannel();
            outChannel = fos.getChannel();
            
            //②分配指定大小的缓冲区
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
            
            //③将通道中的数据存入缓冲区中
            while(inChannel.read(buf) != -1){
                buf.flip(); //切换读取数据的模式
                //④将缓冲区中的数据写入通道中
                outChannel.write(buf);
                buf.clear(); //清空缓冲区
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(outChannel != null){
                try {
                    outChannel.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            
            if(inChannel != null){
                try {
                    inChannel.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            
            if(fos != null){
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            
            if(fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗费时间为:" + (end - start));
        
    }

 使用直接缓冲区完成文件的复制(内存映射文件)

    //使用直接缓冲区完成文件的复制(内存映射文件)
    @Test
    public void test2() throws IOException{//2127-1902-1777
        long start = System.currentTimeMillis();
        
        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.png"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("2.png"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
        
        //内存映射文件,缓冲区在物理内存中
        MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
        MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
        
        //直接对缓冲区进行数据的读写操作
        byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
        inMappedBuf.get(dst);
        outMappedBuf.put(dst);
        
        inChannel.close();
        outChannel.close();
        
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗费时间为:" + (end - start));
    }
transferTo和transferFrom的使用来实现通道之间的数据传输(直接缓冲区)
@Test
    public void test3() throws IOException{
        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mkv"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mkv"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
        
//        inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
        outChannel.transferFrom(inChannel, 0, inChannel.size());
        
        inChannel.close();
        outChannel.close();
    }

分散和聚集:

@Test
    public void test4() throws IOException{
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
        
        //1. 获取通道
        FileChannel channel1 = raf1.getChannel();
        
        //2. 分配指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
        ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        //3. 分散读取
        ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
        channel1.read(bufs);
        
        for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
            byteBuffer.flip();
        }
        
        System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
        System.out.println("-----------------");
        System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));
        
        //4. 聚集写入
        RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
        FileChannel channel2 = raf2.getChannel();
        
        channel2.write(bufs);
    }

Charset 字符集:

获取所有支持的字符集:

@Test
    public void test5() {
        Map<String, Charset> map = Charset.availableCharsets();

        Set<Entry<String, Charset>> set = map.entrySet();

        for (Entry<String, Charset> entry : set) {
            System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
        }
    }

Charset 编码解码:

    @Test
    public void test6() throws IOException {
        Charset cs1 = Charset.forName("GBK");

        // 获取编码器
        CharsetEncoder ce = cs1.newEncoder();

        // 获取解码器
        CharsetDecoder cd = cs1.newDecoder();

        CharBuffer cBuf = CharBuffer.allocate(1024);
        cBuf.put("老王爱小琼");
        cBuf.flip();

        // 编码
        ByteBuffer bBuf = ce.encode(cBuf);

        for (int i = 0; i < bBuf.limit(); i++) {
            System.out.println(bBuf.get());
        }

        // 解码
        bBuf.flip();
        CharBuffer cBuf2 = cd.decode(bBuf);
        System.out.println(cBuf2.toString());

        System.out.println("------------------------GBK解码------------------------------");

        Charset cs2 = Charset.forName("GBK");
        bBuf.flip();
        CharBuffer cBuf3 = cs2.decode(bBuf);
        System.out.println(cBuf3.toString());

        System.out.println("-------------------------UTF-8解码-----------------------------");

        Charset cs3 = Charset.forName("UTF-8");
        bBuf.flip();
        CharBuffer cBuf4 = cs3.decode(bBuf);
        System.out.println(cBuf4.toString());
    }

 

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