Java-NIO篇章（3）——Channel通道类详解

03-01 1489阅读

Java NIO中，一个socket连接使用一个Channel（通道）来表示。对应到不同的网络传输协议类型，在Java中都有不同的NIO Channel（通道）相对应。其中最为重要的四种Channel（通道）实现： FileChannel、 SocketChannel、 ServerSocketChannel、 DatagramChannel ：

（图片来源网络，侵删）

FileChannel 文件通道，用于文件的数据读写； (管文件的传输通道)
SocketChannel 套接字通道，用于Socket套接字TCP连接的数据读写；（管TCP数据传输的通道）
ServerSocketChannel 服务器套接字通道（或服务器监听通道），允许我们监听TCP连接请求，为每个监听到的请求，创建一个SocketChannel套接字通道；（只管与服务器 TCP连接的通道）

DatagramChannel 数据报通道，用于UDP协议的数据读写。 (管UDP数据传输的通道)

我在学习Channel的时候，老是搞不清楚ServerSocketChannel和SocketChannel的关系，这次我不允许我的读者也搞不清。用大白话讲就是通道你可以理解为数据传输的管道，这个管道是双向传输的，即既可以通过Channel向文件或者网络客户端写数据也可以从文件或者网络客户端读数据。如果你要读取文件的数据，使用FileChannel ；如果需要建立网络连接，在服务器使用ServerSocketChannel 来作为客户端连接请求的通道，也就是说它只负责服务器端的连接请求的数据传输。通过ServerSocketChannel就可以和服务器建立连接，然后通过ServerSocketChannel创建SocketChannel 通道进行TCP数据传输。下面分别介绍每一个通道的用法。

FileChannel文件通道

FileChannel是专门操作文件的通道。通过FileChannel，既可以从一个文件中读取数据，也可以将数据写入到文件中。特别申明一下， FileChannel为阻塞模式，不能设置为非阻塞模式。不说你也知道，学习IO操作可以首先要获取FileChannel通道、然后读取FileChannel通道中的数据或者将数据写入FileChannel通道，然后关闭通道。最后补充一个就是强制将通道的数据刷盘到磁盘的方法即可，那么就按照上面的步骤开始吧！

获取到FileChannel对象

获取FileChannel对象有三种方式，第一种方式可以通过文件的输入流、输出流获取FileChannel文件通道，代码如下：

//创建一个文件输入流
FileInputStream fis = new FileInputStream("word.txt");
//获取文件流的通道，只能从通道中读取数据，不能写入数据
FileChannel inChannel = fis.getChannel();
//创建一个文件输出流
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("word.txt");
//获取文件流的通道，只能向通道中写入数据，不能读取数据
FileChannel outchannel = fos.getChannel();

也可以通过RandomAccessFile文件随机访问类，获取FileChannel文件通道实例，代码如下：

// 创建 既可以写也可以读的随机访问类 RandomAccessFile 随机访问对象
// 参数"rw"表示可读可写，如果只读可以给"r"，只写给"w"即可
RandomAccessFile rFile = new RandomAccessFile("word.txt", "rw");
//获取文件流的通道（可读可写）
FileChannel channel = rFile.getChannel();

从FileChannel中读取数据

下面给出标准的读取数据的代码，具体解释在注释中，代码中channel.read(buffer)将通道的数据读到缓冲区上，虽然是读取通道的数据，对于通道来说是读取模式，但是对于ByteBuffer缓冲区来说则是写入数据，这时， ByteBuffer缓冲区处于写入模式，而buffer.get()才是从通道读取数据，需要flip()切换读模式：

try(FileChannel channel = new RandomAccessFile("word.txt", "rw").getChannel()){
    // 准备缓冲区，分配10字节的空间
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
    int len = -1;
    while ((len=channel.read(buffer))!=-1){ // 将channel中的数据读取到缓存区中，返回读到的数据长度，没读到数据返回-1
        buffer.flip(); // 切换读取模式，左右指针指向已存数据首位
        while (buffer.hasRemaining()){// 如果position
    log.error("文件未找到");
}

	// wrap 方法执行完自动切换wrapBuffer为读模式
	ByteBuffer wrapBuffer = ByteBuffer.wrap("你好世界！".getBytes());
	try(FileChannel channel = new RandomAccessFile("word.txt","rw").getChannel()){
        int len = 0;
        while ((len = channel.write(wrapBuffer))!=0){
        	System.out.println("已经写入字节数为："+len); //已经写入字节数为：15
        }
    }catch (IOException e){
     	log.error("文件未找到");
	}
}
// 关闭通道
channel.close();
//强制刷新到磁盘
channel.force(true);

    try(
            FileChannel from = new FileInputStream("world.txt").getChannel();
            FileChannel to = new FileOutputStream("to.txt").getChannel()
    ) {
        long size = from.size();
        for (long left = size; left 0 ; ) {
            // 该方法每次最多传输2g的数据量
            long n = from.transferTo((size-left), from.size(), to);
            left -= n;
        }
    }catch (IOException ie){
        ie.printStackTrace();
    }
}

NIO提供的关于File的操作

遍历目录文件：

public class FileTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 访问文件夹
        visitorFile();
        // 拷贝文件夹
        copyFile();
        // 删除文件夹
        deleteFile();
    }
    private static void copyFile() throws IOException {
        String source = "C:\\Users\\cheney\\Documents\\CFSystem";
        String target = "C:\\Users\\cheney\\Documents\\CFSystem_bak";
        Files.walk(Paths.get(source)).forEach(path -> {
            // 替换成新的路径
            String targetName = path.toString().replace(source, target);
            try {
                if(Files.isDirectory(path)){
                    Files.createDirectory(Paths.get(targetName));
                }else if(Files.isRegularFile(path)){
                    Files.copy(path,Paths.get(targetName));
                }
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }
    private static void deleteFile() throws IOException {
        Files.walkFileTree(Paths.get("C:\\Users\\cheney\\Documents\\CFSystem_bak"),new SimpleFileVisitor(){
            @Override
            // 在访问目录之前被调用。你可以在这里执行预处理操作。
            public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
                // 进入文件夹时不能删除文件夹，因为里面还有文件
                System.out.println("进入------>"+dir);
                return super.preVisitDirectory(dir, attrs);
            }
            @Override
            // 在访问某个目录的文件时被调用。你可以在这里执行对文件的操作。
            public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
                // 删除文件夹
                System.out.println("删除xxxxxx:"+file);
                Files.delete(file);
                return super.visitFile(file, attrs);
            }
            @Override
            // 在访问文件失败时被调用。例如，由于权限问题或其他原因，无法访问文件。
            public FileVisitResult visitFileFailed(Path file, IOException exc) throws IOException {
                return super.visitFileFailed(file, exc);
            }
            @Override
            // 在访问目录之后被调用。你可以在这里执行后处理操作。
            public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) throws IOException {
                // 如果退出之前遍历删除过文件，那么可以删除文件夹
                System.out.println("退出

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