Channel

1. java Nio Channel
   通常来说，所有的NIO的I/O操作都是从Channel开始的。一个channel类似于一个stoream.java Stream和NIO Channel对比
   （1）我们可以在同一个Channel中执行读和写操作，然而同一个Stream仅仅支持读或写；
   （2）Channel可以异步地读写，而Stream是阻塞的同步读写；
   （3）Channel总是从Buffer中读取数据，或将数据写入到Buffer中。

2. Channel类型有：
   （1）FileChannel，文件操作
   （2）DatagramChannel，UDP操作
   （3）SocketChannel，TCP操作
   （4）ServerSocketChannel ,TCP操作，使用在服务器端。
   这些通道涵盖了UDP和TCP网络IO以及文件IO。

3. FileChannel
   java nio中的FileChannel是一个连接到文件的通道。可以通过文件通道读写文件。
   FileChannel无法设置为非阻塞模式，它总是运行在阻塞模式下。
   （1）打开FileChannel
   在使用FileChannel之前，必须先打开它。但是，我们无法直接打开一个FileChannel,需要通过使用一个InputStream、OutputStream或RandomAccessFile来获取一个FileChannel实例。下面是通过RandomAccessFile打开FileChannel的实例：

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

   （2）从FileChannel读取数据
   调用多个read()方法之一，从FileChannel中读取数据，如下：

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

首先，分配一个Buffer。从FileChannel中读取的数据将被读到Buffer中。然后调用FileChannel.read()方法。该方法将数据从FIleChannel读取到Buffer中。read()方法返回的int值表示了有多少自己被读到了Buffer中。如果返回-1，表示到了文件末尾。
（3）向FileChannel写数据
使用FileChannel.write()方法向FileChannel写数据，该方法的参数是一个Buffer.如：

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);
}

FileChannel.write()是在while循环中调用的。因为无法保证write()方法一次能向FileChannel写入多少字节，因此需要重复调用write()方法，知道Buffer总已经没有尚未写入通道的字节。
（4）关闭FileChannel
用完FileChannel后必须将其关闭，如：

 channel.close();

（5）FileChannel的position方法
有时候可能需要在FileChannel的某个特定位置进行 数据的读/写操作。可以通过调用position()方法获取FileChannel的当前位置。也可以通过position(long pos)方法设置FileChannel的当前位置。

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

如果将位置设置在文件结束符之后，那么试图从文件通道中读取数据，读方法将返回-1-----》文件结束标志。
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。
（6）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。
（7）FileChannel的truncate方法
可以使用FileChannel.truncate()方法截取一个文件。截取文件时，文件将指定长度后面的部分删除

   channel.truncate(1024);

这个例子截取文件的前1024个字节。
（8）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里的数据一定会及时写到磁盘上。要保证这一点，需要调用force方法。force()方法有个boolean类型的番薯，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);

4. SocketChannel
   SocketChannel是一个客户端用来进行TCP连接的Channel.
   创建一个SocketChannel的方法有两种：
   1.打开一个SocketChannel,然后将其连接到某个服务器中
   2.当一个ServerSocketChannel接受到连接请求时，会返回一个SocketChannel对象。
   （1） 打开SocketChannel

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

（2） 关闭

   socketChannel.close();

（3）读取数据

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

如果read()返回-1，那么表示连接中断了
（4）写入数据

   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);
   }

（5） 非阻塞模式
可以设置SocketChannel为异步模式，这样我们的connect,read,write都是异步的了。
连接

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

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

在异步模式中，或许连接还没有建立，connect()就返回了，因此我们需要检查当前是否连接到了主机，因此通过一个while循环来判断
（6） 读写
在异步模式下，读写的方式是一样的，在读取时，因为是异步的，因此我们必须检查read的返回值，来判断当前是否读取到了数据。

5. ServerSocketChannel
   ServerSocketChannel顾名思义，使用在服务端的，可以监听客户端的TCP连接，例如：

    ServerSocketChannel serverSocketChannel =  ServerSocketChannel.open();
    serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));
    while(true){
          SocketChannel socketChannel =
        serverSocketChannel.accept();
   
              //do something with socketChannel...
      }
   

（1） 打开关闭

    ServerSocketChannel serverSocketChannel =   ServerSocketChannel.open();
    serverSocketChannel.close();

（2） 监听连接
我们可以使用ServerSocketChannel.accept()方法来监听客户端的TCP连接请求，accept()方法会阻塞，知道有连接到来，当有连接时，这个方法会返回一个SocketChannel对象

    while(true){
    SocketChannel socketChannel =
        serverSocketChannel.accept();

      //do something with socketChannel...
    }

（3）非阻塞模式
在非阻塞模式下，accept()是非阻塞的，因此如果此时没有连接到来，那么accept()方法会返回null

    ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();

    serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));
    serverSocketChannel.configureBlocking(false);

    while(true){
           SocketChannel socketChannel =
        serverSocketChannel.accept();

         if(socketChannel != null){
    //do something with socketChannel...
    }
    }

6. DatagramChannel
   DatagramChannel是用来处理UDP连接的。
   （1）打开

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

（2）读取数据

  ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
  buf.clear();

  channel.receive(but);

（3）发送数据

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

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

int bytesSent = channel.send(buf, new InetSocketAddress("example.com", 80));

（4）连接到指定地址
因为UPD是非连接的，因此这个connect并不是像TCP一样真正意义上的连接，而是他会将DatagramChannel锁住，因此我们仅仅可以从指定的地址中读取或写入数据

  channel.connect(new InetSocketAddress("example.com", 80));