目录
- 简介
- Channel的分类
- FileChannel
- Selector和Channel
- DatagramChannel
- SocketChannel
- ServerSocketChannel
- AsynchronousSocketChannel
- 使用Channel
- 总结
简介
小师妹，你还记得我们使用IO和NIO的初心吗？
小师妹：F师兄，使用IO和NIO不就是为了让生活更美好，世界充满爱吗？让我等程序员可以优雅的将数据从一个地方搬运到另外一个地方。利其器，善其事，才有更多的时间去享受生活呀。
善，如果将数据比做人，IO，NIO的目的就是把人运到美国。
小师妹：F师兄，为什么要运到美国呀，美国现在新冠太严重了，还是待在中国吧。中国是世界上最安全的国家！
好吧，为了保险起见，我们要把人运到上海。人就是数据，怎么运过去呢？可以坐飞机，坐汽车，坐火车，这些什么飞机，汽车，火车就可以看做是一个一个的Buffer。
最后飞机的航线，汽车的公路和火车的轨道就可以看做是一个个的channel。
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简单点讲，channel就是负责运送Buffer的通道。
IO按源头来分，可以分为两种，从文件来的File IO，从Stream来的Stream IO。不管哪种IO，都可以通过channel来运送数据。
Channel的分类
虽然数据的来源只有两种，但是JDK中Channel的分类可不少，如下图所示：
先来看看最基本的，也是最顶层的接口Channel：
public interface Channel extends Closeable { public boolean isOpen(); public void close() throws IOException; }
最顶层的Channel很简单，继承了Closeable接口，需要实现两个方法isOpen和close。
一个用来判断channel是否打开，一个用来关闭channel。
小师妹：F师兄，顶层的Channel怎么这么简单，完全不符合Channel很复杂的人设啊。
别急，JDK这么做其实也是有道理的，因为是顶层的接口，必须要更加抽象更加通用，结果，一通用就发现还真的就只有这么两个方法是通用的。
所以为了应对这个问题，Channel中定义了很多种不同的类型。
最最底层的Channel有5大类型，分别是：
FileChannel
这5大channel中，和文件File有关的就是这个FileChannel了。
FileChannel可以从RandomAccessFile, FileInputStream或者FileOutputStream中通过调用getChannel()来得到。
也可以直接调用FileChannel中的open方法传入Path创建。
public abstract class FileChannel extends AbstractInterruptibleChannel implements SeekableByteChannel, GatheringByteChannel, ScatteringByteChannel
我们看下FileChannel继承或者实现的接口和类。
AbstractInterruptibleChannel实现了InterruptibleChannel接口，interrupt大家都知道吧，用来中断线程执行的利器。来看一下下面一段非常玄妙的代码：
protected final void begin() { if (interruptor == null) { interruptor = new Interruptible() { public void interrupt(Thread target) { synchronized (closeLock) { if (closed) return; closed = true; interrupted = target; try { AbstractInterruptibleChannel.this.implCloseChannel(); } catch (IOException x) { } } }}; } blockedOn(interruptor); Thread me = Thread.currentThread(); if (me.isInterrupted()) interruptor.interrupt(me); }
上面这段代码就是AbstractInterruptibleChannel的核心所在。
首先定义了一个Interruptible的实例，这个实例中有一个interrupt方法，用来关闭Channel。
然后获得当前线程的实例，判断当前线程是否Interrupted，如果是的话，就调用Interruptible的interrupt方法将当前channel关闭。
SeekableByteChannel用来连接Entry或者File。它有一个独特的属性叫做position，表示当前读取的位置。可以被修改。
GatheringByteChannel和ScatteringByteChannel表示可以一次读写一个Buffer序列结合（Buffer Array）：
public long write(ByteBuffer[] srcs, int offset, int length) throws IOException; public long read(ByteBuffer[] dsts, int offset, int length) throws IOException;
Selector和Channel
在讲其他几个Channel之前，我们看一个和下面几个channel相关的Selector：
这里要介绍一个新的Channel类型叫做SelectableChannel，之前的FileChannel的连接是一对一的，也就是说一个channel要对应一个处理的线程。而SelectableChannel则是一对多的，也就是说一个处理线程可以通过Selector来对应处理多个channel。
SelectableChannel通过注册不同的SelectionKey，实现对多个Channel的监听。后面我们会具体的讲解Selector的使用，敬请期待。
DatagramChannel
DatagramChannel是用来处理UDP的Channel。它自带了Open方法来创建实例。
来看看DatagramChannel的定义：
public abstract class DatagramChannel extends AbstractSelectableChannel implements ByteChannel, ScatteringByteChannel, GatheringByteChannel, MulticastChannel
ByteChannel表示它同时是ReadableByteChannel也是WritableByteChannel，可以同时写入和读取。
MulticastChannel代表的是一种多播协议。正好和UDP对应。
SocketChannel
SocketChannel是用来处理TCP的channel。它也是通过Open方法来创建的。
public abstract class SocketChannel extends AbstractSelectableChannel implements ByteChannel, ScatteringByteChannel, GatheringByteChannel, NetworkChannel
SocketChannel跟DatagramChannel的唯一不同之处就是实现的是NetworkChannel借口。
NetworkChannel提供了一些network socket的操作，比如绑定地址等。
ServerSocketChannel
ServerSocketChannel也是一个NetworkChannel，它主要用在服务器端的监听。
public abstract class ServerSocketChannel extends AbstractSelectableChannel implements NetworkChannel
AsynchronousSocketChannel
最后AsynchronousSocketChannel是一种异步的Channel：
public abstract class AsynchronousSocketChannel implements AsynchronousByteChannel, NetworkChannel
为什么是异步呢？我们看一个方法：
public abstract Future<Integer> read(ByteBuffer dst);
可以看到返回值是一个Future，所以read方法可以立刻返回，只在我们需要的时候从Future中取值即可。
使用Channel
小师妹：F师兄，讲了这么多种类的Channel，看得我眼花缭乱，能不能讲一个Channel的具体例子呢？
好的小师妹，我们现在讲一个使用Channel进行文件拷贝的例子，虽然Channel提供了transferTo的方法可以非常简单的进行拷贝，但是为了能够看清楚Channel的通用使用，我们选择一个更加常规的例子：
public void useChannelCopy() throws IOException { FileInputStream input = new FileInputStream ("src/main/resources/www.flydean.com"); FileOutputStream output = new FileOutputStream ("src/main/resources/www.flydean.com.txt"); try(ReadableByteChannel source = input.getChannel(); WritableByteChannel dest = output.getChannel()){ ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024); while (source.read(buffer) != -1) { // flip buffer,准备写入 buffer.flip(); // 查看是否有更多的内容 while (buffer.hasRemaining()) { dest.write(buffer); } // clear buffer，供下一次使用 buffer.clear(); } } }
上面的例子中我们从InputStream中读取Buffer，然后写入到FileOutputStream。
总结
今天讲解了Channel的具体分类，和一个简单的例子，后面我们会再体验一下Channel的其他例子，敬请期待。
