Java NIO 简单教程(三)

接上一篇JAVA NIO简单教程(二)

7.Java NIO FileChannel

Java NIO FileChannel 是连接到文件的通道,使用文件通道,您可以从文件中读取数据,并将数据写入文件。 Java NIO FileChannel 类是 NIO 使用标准 Java IO API 读取文件的替代方法。FileChannel 不能设置为非阻塞模式,它始终以阻塞模式运行。

打开文件通道

在您可以使用 FileChannel 之前,您必须打开它, 您不能直接使用 FileChannel。 您需要通过 InputStream、OutputStream 或 RandomAccessFile 获取 FileChannel。 以下是通过 RandomAccessFile 打开 FileChannel 的方法:

RandomAccessFile aFile     = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
FileChannel      inChannel = aFile.getChannel();

从 FileChannel 读取数据

要从 FileChannel 读取数据,您可以调用 read() 方法之一。下面是一个例子:

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = inChannel.read(buf);

首先分配一个缓冲区。从 FileChannel 读取的数据被读入到 Buffer 中。其次,调用 FileChannel.read() 方法。该方法从 FileChannel 读取数据到 Buffer 中。 read() 方法返回的 int 表示有多少字节被写入缓冲区,如果返回 -1,则到达文件末尾。

将数据写入 FileChannel

将数据写入 FileChannel 是使用 FileChannel.write() 方法完成的,该方法将 Buffer 作为参数。下面是一个例子:

String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
buf.put(newData.getBytes());

buf.flip();

while(buf.hasRemaining()) {
    channel.write(buf);
}

注意 FileChannel.write() 方法是如何在 while 循环中调用的。无法保证 write() 方法写入 FileChannel 的字节数。因此,我们重复 write() 调用,直到 Buffer 没有更多字节要写入。

FileChannel Position

读取或写入 FileChannel 时,您在特定位置执行此操作。您可以通过调用 position() 方法获取 FileChannel 对象的当前位置。您还可以通过调用 position(long pos) 方法来设置 FileChannel 的位置。

这里有两个例子:

long pos channel.position();
channel.position(pos +123);

如果您在文件结束后设置position,并尝试从channel读取,您将获得 -1 ( 文件结束标记)。

如果将位置设置在文件结束符之后,然后向通道中写数据,文件将撑大到当前位置并写入数据。这可能导致“文件空洞”,磁盘上物理文件中写入的数据间有空隙。

FileChannel的size方法

FileChannel实例的size()方法将返回该实例所关联文件的大小。如:

long fileSize = channel.size();

FileChannel的truncate方法

可以使用FileChannel.truncate()方法截取一个文件。截取文件时,你就是在给定的长度处将它截断。如:

channel.truncate(1024);

这个例子截取文件的前1024个字节。

FileChannel的force方法

FileChannel.force()方法将通道里尚未写入磁盘的数据强制写到磁盘上。出于性能方面的考虑,操作系统会将数据缓存在内存中,所以无法保证写入到FileChannel里的数据一定会即时写到磁盘上。要保证这一点,需要调用force()方法。

force()方法有一个boolean类型的参数,指明是否同时将文件元数据(权限信息等)写到磁盘上。

下面的例子同时将文件数据和元数据强制写到磁盘上:

channel.force(true);

8.Java NIO SocketChannel

Java NIO中的SocketChannel是一个连接到TCP网络套接字的通道。可以通过以下2种方式创建SocketChannel:

  • 1.打开一个SocketChannel并连接到互联网上的某台服务器。
  • 2.一个新连接到达ServerSocketChannel时,会创建一个SocketChannel。

打开 SocketChannel

下面是SocketChannel的打开方式:

SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://www.hhdatabase.com.cn", 80));

关闭 SocketChannel

当用完SocketChannel之后调用SocketChannel.close()关闭SocketChannel:

socketChannel.close();

从 SocketChannel 读取数据

要从SocketChannel中读取数据,调用一个read()的方法之一。以下是例子:

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = socketChannel.read(buf);

首先,分配一个Buffer。从SocketChannel读取到的数据将会放到这个Buffer中。

然后,调用SocketChannel.read()。该方法将数据从SocketChannel 读到Buffer中。read()方法返回的int值表示读了多少字节进Buffer里。如果返回的是-1,表示已经读到了流的末尾(连接关闭了)。

写入 SocketChannel

写数据到SocketChannel用的是SocketChannel.write()方法,该方法以一个Buffer作为参数。示例如下:

String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
buf.put(newData.getBytes());

buf.flip();

while(buf.hasRemaining()) {
    channel.write(buf);
}

注意SocketChannel.write()方法的调用是在一个while循环中的。Write()方法无法保证能写多少字节到SocketChannel。所以,我们重复调用write()直到Buffer没有要写的字节为止。

非阻塞模式

可以设置 SocketChannel 为非阻塞模式(non-blocking mode),设置之后,就可以在异步模式下调用connect()、 read() 和write()了。

connect()

如果SocketChannel在非阻塞模式下,此时调用connect(),该方法可能在连接建立之前就返回了。为了确定连接是否建立,可以调用finishConnect()的方法。像这样:

socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://baidu.com", 80));

while(! socketChannel.finishConnect() ){
    //wait, or do something else...
}

write()

非阻塞模式下,write()方法在尚未写出任何内容时可能就返回了。所以需要在循环中调用write()。前面已经有例子了,这里就不赘述了。

read()

非阻塞模式下,read()方法在尚未读取到任何数据时可能就返回了。所以需要关注它的int返回值,它会告诉你读取了多少字节。

非阻塞模式与选择器

非阻塞模式与选择器搭配会工作的更好,通过将一或多个SocketChannel注册到Selector,可以询问选择器哪个通道已经准备好了读取,写入等。

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