环球ug开户:小师妹学JavaIO之:NIO中Channel的妙用

admin 2周前 (11-12) 科技 77 2

目录
  • 简介
  • Channel的分类
    • FileChannel
    • Selector和Channel
    • DatagramChannel
    • SocketChannel
    • ServerSocketChannel
    • AsynchronousSocketChannel
  • 使用Channel
  • 总结

简介

小师妹,你还记得我们使用IO和NIO的初心吗?

小师妹:F师兄,使用IO和NIO不就是为了让生涯更美妙,天下充满爱吗?让我等程序员可以优雅的将数据从一个地方搬运到另外一个地方。利其器,善其事,才有更多的时间去享受生涯呀。

善,若是将数据比做人,IO,NIO的目的就是把人运到美国。

小师妹:F师兄,为什么要运到美国呀,美国现在新冠太严重了,照样待在中国吧。中国是天下上最平安的国家!

好吧,为了保险起见,我们要把人运到上海。人就是数据,怎么运过去呢?可以坐飞机,坐汽车,坐火车,这些什么飞机,汽车,火车就可以看做是一个一个的Buffer。

最后飞机的航线,汽车的公路和火车的轨道就可以看做是一个个的channel。

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简朴点讲,channel就是卖力运送Buffer的通道。

IO按源头来分,可以分为两种,从文件来的File IO,从Stream来的Stream IO。不管哪种IO,都可以通过channel来运送数据。

Channel的分类

虽然数据的泉源只有两种,然则JDK中Channel的分类可不少,如下图所示:

先来看看最基本的,也是最顶层的接口Channel:

public interface Channel extends Closeable {
    public boolean isOpen();
    public void close() throws IOException;

}

最顶层的Channel很简朴,继续了Closeable接口,需要实现两个方式isOpen和close。

一个用来判断channel是否打开,一个用来关闭channel。

小师妹:F师兄,顶层的Channel怎么这么简朴,完全不符合Channel很庞大的人设啊。

别急,JDK这么做实在也是有原理的,由于是顶层的接口,必须要加倍抽象加倍通用,效果,一通用就发现还真的就只有这么两个方式是通用的。

以是为了应对这个问题,Channel中界说了很多种差别的类型。

最最底层的Channel有5大类型,分别是:

FileChannel

这5大channel中,和文件File有关的就是这个FileChannel了。

FileChannel可以从RandomAccessFile, FileInputStream或者FileOutputStream中通过挪用getChannel()来获得。

也可以直接挪用FileChannel中的open方式传入Path建立。

public abstract class FileChannel
    extends AbstractInterruptibleChannel
    implements SeekableByteChannel, GatheringByteChannel, ScatteringByteChannel

我们看下FileChannel继续或者实现的接口和类。

AbstractInterruptibleChannel实现了InterruptibleChannel接口,interrupt人人都知道吧,用来中止线程执行的利器。来看一下下面一段异常玄妙的代码:

protected final void begin() {
        if (interruptor == null) {
            interruptor = new Interruptible() {
                    public void interrupt(Thread target) {
                        synchronized (closeLock) {
                            if (closed)
                                return;
                            closed = true;
                            interrupted = target;
                            try {
                                AbstractInterruptibleChannel.this.implCloseChannel();
                            } catch (IOException x) { }
                        }
                    }};
        }
        blockedOn(interruptor);
        Thread me = Thread.currentThread();
        if (me.isInterrupted())
            interruptor.interrupt(me);
    }

上面这段代码就是AbstractInterruptibleChannel的焦点所在。

首先界说了一个Interruptible的实例,这个实例中有一个interrupt方式,用来关闭Channel。

然后获得当前线程的实例,判断当前线程是否Interrupted,若是是的话,就挪用Interruptible的interrupt方式将当前channel关闭。

SeekableByteChannel用来毗邻Entry或者File。它有一个怪异的属性叫做position,示意当前读取的位置。可以被修改。

GatheringByteChannel和ScatteringByteChannel示意可以一次读写一个Buffer序列连系(Buffer Array):

public long write(ByteBuffer[] srcs, int offset, int length)
        throws IOException;
public long read(ByteBuffer[] dsts, int offset, int length)
        throws IOException;

Selector和Channel

在讲其他几个Channel之前,我们看一个和下面几个channel相关的Selector:

这里要先容一个新的Channel类型叫做SelectableChannel,之前的FileChannel的毗邻是一对一的,也就是说一个channel要对应一个处置的线程。而SelectableChannel则是一对多的,也就是说一个处置线程可以通过Selector来对应处置多个channel。

SelectableChannel通过注册差别的SelectionKey,实现对多个Channel的监听。后面我们会详细的解说Selector的使用,敬请期待。

DatagramChannel

DatagramChannel是用来处置UDP的Channel。它自带了Open方式来建立实例。

来看看DatagramChannel的界说:

public abstract class DatagramChannel
    extends AbstractSelectableChannel
    implements ByteChannel, ScatteringByteChannel, GatheringByteChannel, MulticastChannel

ByteChannel示意它同时是ReadableByteChannel也是WritableByteChannel,可以同时写入和读取。

MulticastChannel代表的是一种多播协议。正好和UDP对应。

SocketChannel

SocketChannel是用来处置TCP的channel。它也是通过Open方式来建立的。

public abstract class SocketChannel
    extends AbstractSelectableChannel
    implements ByteChannel, ScatteringByteChannel, GatheringByteChannel, NetworkChannel

SocketChannel跟DatagramChannel的唯一差别之处就是实现的是NetworkChannel捏词。

NetworkChannel提供了一些network socket的操作,好比绑定地址等。

ServerSocketChannel

ServerSocketChannel也是一个NetworkChannel,它主要用在服务器端的监听。

public abstract class ServerSocketChannel
    extends AbstractSelectableChannel
    implements NetworkChannel

AsynchronousSocketChannel

最后AsynchronousSocketChannel是一种异步的Channel:

public abstract class AsynchronousSocketChannel
    implements AsynchronousByteChannel, NetworkChannel

为什么是异步呢?我们看一个方式:

public abstract Future<Integer> read(ByteBuffer dst);

可以看到返回值是一个Future,以是read方式可以马上返回,只在我们需要的时刻从Future中取值即可。

使用Channel

小师妹:F师兄,讲了这么多种类的Channel,看得我眼花缭乱,能不能讲一个Channel的详细例子呢?

好的小师妹,我们现在讲一个使用Channel举行文件拷贝的例子,虽然Channel提供了transferTo的方式可以异常简朴的举行拷贝,然则为了能够看清楚Channel的通用使用,我们选择一个加倍通例的例子:

public void useChannelCopy() throws IOException {
        FileInputStream input = new FileInputStream ("src/main/resources/www.flydean.com");
        FileOutputStream output = new FileOutputStream ("src/main/resources/www.flydean.com.txt");
        try(ReadableByteChannel source = input.getChannel(); WritableByteChannel dest = output.getChannel()){
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
            while (source.read(buffer) != -1)
            {
                // flip buffer,准备写入
                buffer.flip();
                // 查看是否有更多的内容
                while (buffer.hasRemaining())
                {
                    dest.write(buffer);
                }
                // clear buffer,供下一次使用
                buffer.clear();
            }
        }
    }

上面的例子中我们从InputStream中读取Buffer,然后写入到FileOutputStream。

总结

今天解说了Channel的详细分类,和一个简朴的例子,后面我们会再体验一下Channel的其他例子,敬请期待。

本文的例子https://github.com/ddean2009/learn-java-io-nio

本文作者:flydean程序那些事

本文链接:http://www.flydean.com/java-io-nio-channel/

本文泉源:flydean的博客

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