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NIO编程---通道(Channel)

NIO编程---通道(Channel)

作者: ZebraWei | 来源:发表于2018-06-04 16:14 被阅读50次

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    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:
    FileInputStream
    FileOutputStream
    RandomAccessFile
    DatagramSocket
    Socket
    ServerSocket
    获取通道的其他方式是使用Files 类的静态方newByteChannel() 获取字节通道。或者通过通道的静态方法open() 打开并返回指定通道。
    将Buffer 中数据写入Channel


    从Channel 读取数据到Buffer
    //利用通道完成文件的复制(非直接缓冲区)
    
    @Test
    public void test1(){//10874-10953
        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("d:/1.mkv");
            fos = new FileOutputStream("d:/2.mkv");
            
            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)
    @Test
    public void test2() throws IOException{//2127-1902-1777
        long start = System.currentTimeMillis();
        
        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);
        
        //内存映射文件
        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));
    }
    

    分散(Scatter)和聚集(Gather)
    分散读取(Scattering Reads)是指从Channel 中读取的数据“分散”到多个Buffer 中。


    注意:按照缓冲区的顺序,从Channel 中读取的数据依次将Buffer 填满。
    聚集写入(Gathering Writes)是指将多个Buffer 中的数据“聚集”到Channel。

    注意:按照缓冲区的顺序,写入position 和limit 之间的数据到Channel 。
    //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);
    }
    

    将数据从源通道传输到其他Channel 中:

    //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();
    }
    

    FileChannel 的常用方法


    字符集:Charset
    • 1 编码:字符串 -> 字节数组

    • 2解码:字节数组 -> 字符串

       //字符集
      @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("尚硅谷威武!");
       cBuf.flip();
       
       //编码
       ByteBuffer bBuf = ce.encode(cBuf);
       
       for (int i = 0; i < 12; i++) {
           System.out.println(bBuf.get());
       }
       
       //解码
       bBuf.flip();
       CharBuffer cBuf2 = cd.decode(bBuf);
       System.out.println(cBuf2.toString());
       
       System.out.println("------------------------------------------------------");
       
       Charset cs2 = Charset.forName("GBK");
       bBuf.flip();
       CharBuffer cBuf3 = cs2.decode(bBuf);
       System.out.println(cBuf3.toString());
      }
      
      @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());
       }
      }
      

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