Java NIO（三）：FileChannel、SocketCh

FileChannel

• 打开 FileChannel，需要通过 InputStream、OutputStream 或 RandomAccessFile 来获取一个 FileChannel 实例

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

• 从 FileChannel 读取数据，需要分配一个 Buffer，在将 FileChannel 中的数据读到 Buffer 中

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

• 向 FileChannel 写数据

String str = "abc";
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(48);
byteBuffer.put(str.getBytes());
byteBuffer.flip();
while (byteBuffer.hasRemaining()) {
    fileChannel.write(byteBuffer);
}

• 用完 FileChannel 后必须将其关闭

channel.close();

• 若需要在特定位置进行数据读/写操作可以调用 position() 方法获取 FileChannel 当前位置，也可以设置当前位置（注意：如果将位置设置在文件结束符之后，然后在向通道写数据，文件将撑大到当前位置并写入数据，这可能导致"文件空洞"）

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

• 调用 size() 方法返回文件的大小

long fileSize = channel.size();

• 使用 truncate() 方法截取一个文件，截取文件时文件中指定长度后面的部分将被删除

channel.truncate(1024);

• force() 方法将通道里尚未写入磁盘的数据强制写到磁盘上，出于性能方面考虑，操作系统将数据缓存在内存中，无法保证写入到 FileChannel 里的数据一定会即时写到磁盘上，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

channel.force(true);

通道间的数据传输

• FileChannel 的 transferFrom() 方法可以将数据从源通道传输到 FileChannel 中

try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("/Users/linyuan/Documents/字目录.txt", "rw");
    RandomAccessFile toFile = new RandomAccessFile("/Users/linyuan/Documents/toFile.txt", "rw")) {
    FileChannel fromChannel = raf.getChannel();
    FileChannel toChannel = toFile.getChannel();
    long position = 0;
    long count = fromChannel.size();
    // position 表示从 position 处开始向目标文件写入数据，count 表示最多传输的字节数
    // 如果源通道的剩余空间小于 count 个字节，则所传输的字节数要小于请求的字节数
    toChannel.transferFrom(fromChannel, position, count);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

• transferTo() 方法将数据从 FileChannel 传输到其他的 channel 中

SocketChannel

• SocketChannel 是一个连接到 TCP 网络套接字的通道
• 通过 SocketChannel 的 open() 创建 SocketChannel 实例，并通过 connect() 连接服务器

socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 80));

非阻塞模式

• 此时调用 connect 方法可能在建立连接前就返回了，为了确定是否建立连接，可以调用 finishConnect 方法

socketChannel.configureBlocking(false);     // 设置为非阻塞模式
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://www.baidu.com", 80));
while(!socketChannel.finishConnect() ){
    //wait, or do something else...
}

ServerSocketChannel

• ServerSocketChannel 是一个服务器端 SocketChannel，监听 TCP 连接通道
• 通过 ServerSocketChannel 的 open() 创建 ServerSocketChannel 实例，并绑定端口

ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));

• 循环调用 accept() 等待客户端连接，该方法默认为阻塞状态

while(true){
    SocketChannel socketChannel =serverSocketChannel.accept();
    //do something with socketChannel...
}

非阻塞模式

• 在非阻塞模式下 accept 方法会立即返回，如果没有新客户端连接，则返回值为 null，需要检查 SocketChannel 是否为 null

ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));
serverSocketChannel.configureBlocking(false);   // 设置为非阻塞模式
while(true){
    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
    if(socketChannel != null){
    //do something with socketChannel...
    }
}

DatagramChannel

• DatagramChannel 是一个能收发 UDP 数据包的通道，因为 UDP 是无连接的网络，所以不能像其它通道一样读取和写入，只能发送和接收数据包
• 通过 DatagramChannel 的open() 创建 DatagramChannel 实例，并绑定端口

DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();
channel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));

• 通过 receive() 接收数据报

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
channel.receive(buf);

• 通过 send() 发送数据报

String str = "新的一天";
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.put(str.getBytes());
buf.flip();
channel.send(buf, new InetSocketAddress("localhost", 9999));

连接到特定的地址

• DatagramChannel 可以“连接”到网络中特定地址，通过 connect 方法，但这种连接并非真正的连接，而是锁住发送的地址，让其只能从特定地址收发数据

channel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 80));

• 当连接后可以使用 read 和 write 方法

int bytesRead = channel.read(buf);
int bytesWritten = channel.write(but);