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Java NIO

通道

Java NIO 主要需要理解缓冲区、通道、选择器三个核心概念，作为对 Java I/O 的补充，以提

升大批量数据传输的效率。

通道(Channel)作为 NIO 的三大核心概念之一(缓冲区、通道、选择器)，用于在字节缓冲区与

位于通道另一侧的实体（文件或者套接字）之间有效的传输数据（核心是传输数据）

NIO 编程的一般模式是：把数据填充到发送字节缓冲区 --> 通过通道发送到通道对端文件或

者套接字

通道基础

使用 Channel 的目的是进行数据传输，使用前需要打开通道、使用后需要关闭通道

打开通道

我们知道 I/O 有两大类：File IO 和 Stream I/O，其对应到通道也就有文件通道（FileChannel）

和套接字通道(SocketChannel、ServerSocketChannel、DatagramChannel)两种

对于套接字通道，使用静态工厂方法打开

SocketChannel sc = SocketChannel.open();

ServerSocketChannel sc = ServerSocketChannel.open();

DatagramChannel sc = DatagramChannel.open();

对于文件通道只能通过对一个 RandomAccessFile、FileInputStream、FileOutputStream 对象调

用 getChannel()方法获取

FileInputStream in = new FileInputStream("/tmp/a.txt");

FileChannel fc = in.getChannel();

使用通道进行数据传输

下段代码首先将要写入的数据放到 ByteBuffer 中，然后打开文件通道，把缓冲区中的数据

放到文件通道。

//准备数据并放入字节缓冲区

ByteBuffer bf = ByteBuffer.allocate(1024);

bf.put("i am cool".getBytes());

bf.flip();

//打开文件通道

FileOutputStream out = new FileOutputStream("/tmp/a.txt");

FileChannel fc = out.getChannel();

//数据传输

fc.write(bf);

//关闭通道

fc.close();

关闭通道

如同 Socket、FileInputStream 等对象使用完毕之后需要关闭一样，通道使用之后也需要关

闭。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，通道关闭时

连接丢失，不再连接任何东西。

阻塞 & 非阻塞模式

通道有阻塞和非阻塞两种运行模式，非阻塞模式的通道永远不会休眠，请求的操作要么立即

完成，要么返回一个结果表明未进行任何操作（具体看 Socket 通道处的描述）。只有面向

流的通道可使用非阻塞模式

文件通道

文件通道用于对文件进行访问，通过对一个 RandomAccessFile 、 FileInputStream 、

FileOutputStream 对象调用 getChannel()方法获取。调用 getChannel 方法返回一个连接到相

同文件的 FileChannel 对象，该 FileChannel 对象具有与 file 对象相同的访问权限。

文件访问

使用文件通道的目的还是对文件进行读写操作，通道的读写 api 如下：

public abstract int read(ByteBuffer dst) throws IOException;

public abstract int write(ByteBuffer src) throws IOException;

下面是一段读取文件的 Demo

//打开文件 channel

RandomAccessFile f = new RandomAccessFile("/tmp/a.txt", "r");

FileChannel fc = f.getChannel();

//从 channel 中读取数据，直到文件尾

ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(1024);

while (fc.read(bb) != -1) {

;

}

//翻转（读之前需要先进行翻转）

bb.flip();

StringBuilder builder = new StringBuilder();

//把每一个字节转为字符（ascii 编码）

while (bb.hasRemaining()) {

builder.append((char) bb.get());

}

System.out.println(builder.toString());

上面这个 demo 有个问题：我们只能读取字节，然后由应用程序去解码，这个问题我们可

以通过工具类 Channels 将通道包装成 Reader 和 Writer 来解决；当然我们也可以直接使用 Java

I/O 流模式的 Reader 和 Writer 操作字符

文件通道位置与文件空洞

文件通道位置(position)就是普通文件的位置, position 的值决定了文件中哪个位置的数据接

下来将被读或者写

读取超出文件尾部位置的数据会返回-1（文件 EOF）

往一个超出文件尾部的位置写入数据会造成文件空洞：比如一个文件现在有 10 个字节，但

是此时往 position=20 处写入数据就会造成 10～20 之间的位置是没有数据的，这就是文件

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Andy&lin

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