NIO-Channel

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NIO-概览
NIO-Buffer
NIO-Channel

前言

本来是想学习Netty的,但是Netty是一个NIO框架,因此在学习netty之前,还是先梳理一下NIO的知识。通过剖析源码理解NIO的设计原理。

什么是Channel

通道(Channel)是对原I/O包中的流的模拟。与文件设备I/O交互的所有数据都必须通过一个Channel对象。

上一节我们提到在NIO中使用缓冲区来存放指定基元的数据,我们可以通过Buffer来读写数据。
将数据写入到硬盘时,我们可以将字节数据写入到缓冲区中;若我们要从硬盘读取数据,则需要通过通道将数据写入到缓冲区,然后再从缓冲区读取数据。

NIO-Channel-LMLPHP

通道类型

根据不同的使用方式,分为不同的通道。比如我们需要网络读写,就需要网络交互的通道。需要文件读写就需要文件交互的通道。
NIO实现了Sctp协议、TCP协议、UDP协议以及文件传输四种通道,同时还实现了Windows平台的异步Socket通道以及异步文件通道。

对于Windows平台的异步通道

如何使用

在介绍不同的Channel的实现之前我们先介绍下Channel如何使用。

ServerSocketChannel

以TCP协议为例,我们进行网络收发的时候,首先需要创建一个ServerSocketChannel用于监听端口。

//创建一个服务端socket通道用于接收连接
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
//绑定监听地址
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));
//等待连接
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();

当有收到新的连接创建时,会获取到SocketChannel,此时我们需要创建一个Buffer用来从Channel中读取数据。

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
//数据将写入到buffer中
int length = socketChannel.read(buf);

数据写入到我们的Buffer中,我们就需要将他们读出来

buf.flip();  //转化为可读模式
byte[] data = new byte[length];
buf.get(data);

将数据从Buffer写入到Channel时

buf.clear();
byte[] resp = {'O','K'};
buf.put(resp);
buf.flip();//转换为读模式
socketChannel.write(buf);

SocketChannel

作为客户端我们需要创建一个SocketChannel。

SocketChannel.open();
client.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6060));

发送HELLO给服务端

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
byte[] data = {'H', 'E', 'L', 'L', 'O'};
buffer.put(data);
buffer.flip();//转换为读模式
client.write(buffer);

阻塞等待读取数据

buffer.clear();
client.read(buffer);
buffer.flip();//转换为读模式

处理完成,需要关闭释放连接

//关闭客户端输入流
client.socket().shutdownInput();
//关闭客户端输出流
client.socket().shutdownOutput();
//关闭客户端socket时会关闭客户端channel
client.socket().close();
//关闭客户端channel,会同时关闭输入和输出流。
client.close();

FileChannel

FileChannel只能被FileInputStream、FileOutputStream、RandomAccessFile创建

RandomAccessFile

使用RandomAccessFile创建FileChannel

//第一个参数时文件名,第二个参数是读写方式
RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile("1.txt","rw");
FileChannel channel = randomAccessFile.getChannel();

FileInputStream

使用RandomAccessFile创建FileChannel

FileInputStream  inputStream = new FileInputStream("1.txt");
channel  = inputStream.getChannel();

FileOutputStream

使用RandomAccessFile创建FileChannel


FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("1.txt");
channel  = outputStream.getChannel();

关闭FileChannel

关闭FileChannel的方法和关闭SocketChannel方法一样。

//关闭channel时会关闭文件
channel.close();
//关闭文件时会关闭channel
randomAccessFile.close();
//关闭文件流时会关闭channel
inputStream.close();
//关闭文件流时会关闭channel
inputStream.close();

总结

由于源码解析的篇幅较长,因此将单独分出来一篇文章。

相关文献

  1. SCTP协议详解
  2. 史上最强Java NIO入门:担心从入门到放弃的,请读这篇!
  3. Java NIO系列教程

12-11 07:08