闲情居|详细整理JavaNio原理(二)

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咱们接着上回的知识点来讲:
通道的基本原理:

  • 既可以从通道中读取数据 , 又可以写数据到通道 。 但流的读写通常是单向的 。
  • 通道可以异步地读写 。
  • 通道中的数据总是要先读到一个Buffer , 或者总是要从一个Buffer中写入 。
正如上面所说 , 从通道读取数据到缓冲区 , 从缓冲区写入数据到通道 。 如下图所示:
闲情居|详细整理JavaNio原理(二)Channel的实现
这些是Java NIO中最重要的通道的实现:
  • FileChannel:从文件中读写数据 。
  • DatagramChannel:能通过UDP读写网络中的数据 。
  • SocketChannel:能通过TCP读写网络中的数据 。
  • ServerSocketChannel:可以监听新进来的TCP连接 , 像Web服务器那样 。 对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel 。
基本的 Channel 示例
下面是一个使用FileChannel读取数据到Buffer中的示例:
Java代码
  1. RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
  2. FileChannel inChannel = aFile.getChannel();
  3. ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
  4. int bytesRead = inChannel.read(buf);
  5. while (bytesRead != -1) {
  6. System.out.println("Read " + bytesRead);
  7. buf.flip();
  8. while(buf.hasRemaining()){
  9. System.out.print((char) buf.get());
  10. }
  11. buf.clear();
  12. bytesRead = inChannel.read(buf);
  13. }
  14. aFile.close();
注意 buf.flip() 的调用 , 首先读取数据到Buffer , 然后反转Buffer,接着再从Buffer中读取数据 。 下一节会深入讲解Buffer的更多细节 。
缓冲区(Buffer)
Java NIO中的Buffer用于和NIO通道进行交互 。 如你所知 , 数据是从通道读入缓冲区 , 从缓冲区写入到通道中的 。
缓冲区本质上是一块可以写入数据 , 然后可以从中读取数据的内存 。 这块内存被包装成NIO Buffer对象 , 并提供了一组方法 , 用来方便的访问该块内存 。
Buffer的基本用法
使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤:
  • 写入数据到Buffer
  • 调用flip()方法
  • 从Buffer中读取数据
  • 调用clear()方法或者compact()方法
当向buffer写入数据时 , buffer会记录下写了多少数据 。 一旦要读取数据 , 需要通过flip()方法将Buffer从写模式切换到读模式 。 在读模式下 , 可以读取之前写入到buffer的所有数据 。
一旦读完了所有的数据 , 就需要清空缓冲区 , 让它可以再次被写入 。 有两种方式能清空缓冲区:调用clear()或compact()方法 。 clear()方法会清空整个缓冲区 。 compact()方法只会清除已经读过的数据 。 任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处 , 新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面 。
下面是一个使用Buffer的例子:
Java代码
  1. RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
  2. FileChannel inChannel = aFile.getChannel();
  3. //create buffer with capacity of 48 bytes
  4. ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
  5. int bytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer.
  6. while (bytesRead != -1) {
  7. buf.flip(); //make buffer ready for read