Java NIO中的通道Channel（一）通道基础

什么是通道Channel

这个说实话挺难定义的，有点抽象，不过咱们能够根据它的用途来理解；

通道主要用于传输数据，从缓冲区的一侧传到另外一侧的实体（如文件、套接字...），反之亦然；

通道是访问IO服务的导管，经过通道，咱们能够以最小的开销来访问操做系统的I/O服务；

顺便说下，缓冲区是通道内部发送数据和接收数据的端点，以下图所示；

另外，关于通道Channel接口的定义，很简单，只有两个方法，判断通道是否打开和关闭通道；

public interface Channel extends Closeable {

    public boolean isOpen();

    public void close() throws IOException;

}

建立通道

通道主要分为两大类，文件（File）通道和套接字（socket）通道；

涉及的类有FileChannel类和三个socket通道类：SocketChannel、ServerSocketChannel和DatagramChannel；

下面分别看下这几个通道是如何建立的：

建立FileChannel通道

FileChannel通道只能经过在一个打开的RandomAccessFile、FileInputStream或FileOutputStream对象上调用getChannel( )方法来获取，以下所示：

        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile ("somefile", "r"); 
        FileChannel fc = raf.getChannel( );

建立SocketChannel通道

        SocketChannel sc = SocketChannel.open( ); 
        sc.connect (new InetSocketAddress ("somehost", someport));

建立ServerSocketChannel通道

        ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
        ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(somelocalport));

建立DatagramChannel通道

        DatagramChannel dc = DatagramChannel.open( );

使用通道

在使用通道的时候，咱们一般都将通道的数据取出存入ByteBuffer对象或者从ByteBuffer对象中获取数据放入通道进行传输；

在使用通道的过程当中，咱们要注意通道是单向通道仍是双向通道，单向通道只能读或写，而双向通道是可读可写的；

若是一个Channel类实现了ReadableByteChannel接口，则表示其是可读的，能够调用read()方法读取；

若是一个Channel类实现了WritableByteChannel接口，则表示其是可写的，能够调用write()方法写入；

若是一个Channel类同时实现了ReadableByteChannel接口和WritableByteChannel接口则为双向通道，若是只实现其中一个，则为单向通道；

如ByteChannel就是一个双向通道，实际上ByteChannel接口自己并不定义新的API方法，它是一个汇集了所继承的多个接口，并从新命名的便捷接口；

以下是一个使用通道的例子，展现了两个通道之间拷贝数据的过程，已添加了完整的注释：

package nio;

import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.Channels;
import java.nio.channels.ReadableByteChannel;
import java.nio.channels.WritableByteChannel;

public class Main
{

    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        ReadableByteChannel source = Channels.newChannel(System.in);
        WritableByteChannel dest = Channels.newChannel(System.out);
        channelCopy1(source, dest);
        // channelCopy2 (source, dest);
        source.close();
        dest.close();

    }

    private static void channelCopy1(ReadableByteChannel src, WritableByteChannel dest)
        throws IOException
    {
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(16 * 1024);
        while (src.read(buffer) != -1)
        {
            // 切换为读状态
            buffer.flip();
            // 不能保证所有写入
            dest.write(buffer);
            // 释放已读数据的空间，等待数据写入
            buffer.compact();
        }
        // 退出循环的时候，因为调用的是compact方法，缓冲区中可能还有数据
        // 须要进一步读取
        buffer.flip();
        while (buffer.hasRemaining())
        {
            dest.write(buffer);
        }
    }

    private static void channelCopy2(ReadableByteChannel src, WritableByteChannel dest)
        throws IOException
    {
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(16 * 1024);
        while (src.read(buffer) != -1)
        {
            // 切换为读状态
            buffer.flip();
            // 保证缓冲区的数据所有写入
            while (buffer.hasRemaining())
            {
                dest.write(buffer);
            }
            // 清除缓冲区
            buffer.clear();
        }
        // 退出循环的时候，因为调用的是clear方法，缓冲区中已经没有数据，不须要进一步处理
    }

}

关闭通道

咱们能够经过调用close()方法来关闭通道；

一个打开的通道表明与一个特定I/O服务的特定链接，并封装该链接的状态。当通道关闭时，这个链接会丢失，而后通道将再也不链接任何东西。

能够经过isOpen()方法来判断通道是否打开，若是对关闭的通道进行读写等操做，会致使ClosedChannelException异常；

另外，若是一个通道实现了InterruptibleChannel接口，那么，当该通道上的线程被中断时，通道会被关闭，且该线程会抛出ClosedByInterruptException异常；

参考资料

《Java NIO》