1. 通道
負責目標節點與源節點的連接;傳輸數據。
在 Java NIO 中負責緩衝區中數據的傳輸。Channel 本身不存儲數據,因此需要配合緩衝區進行傳輸。
2.通道的主要實現類
java.nio.channels.Channel 接口:
|--FileChannel
|--SocketChannel
|--ServerSocketChannel
|--FileChannel
|--SocketChannel
|--ServerSocketChannel
|--DatagramChannel
3.獲取通道
① Java 針對支持通道的類提供了 getChannel() 方法
本地 IO:
FileInputStream/FileOutputStream
RandomAccessFile
網絡IO:
Socket
ServerSocket
DatagramSocket
本地 IO:
FileInputStream/FileOutputStream
RandomAccessFile
網絡IO:
Socket
ServerSocket
DatagramSocket
② 在 JDK 1.7 中的 NIO.2 針對各個通道提供了靜態方法 open()。
③ 在 JDK 1.7 中的 NIO.2 的 Files 工具類的 newByteChannel()。
③ 在 JDK 1.7 中的 NIO.2 的 Files 工具類的 newByteChannel()。
4. 直接緩衝區與非直接緩衝區
字節緩衝區要麼是直接的,要麼是非直接的。如果爲直接字節緩衝區,則 Java 虛擬機會盡最大努力直接在此緩衝區上執行本機 I/O 操作。也就是說,在每次調用基礎操作系統的一個本機 I/O 操作之前(或之後),虛擬機都會盡量避免將緩衝區的內容複製到中間緩衝區中(或從中間緩衝區中複製內容)。
直接字節緩衝區可以通過調用此類的 allocateDirect() 工廠方法來創建。此方法返回的緩衝區進行分配和取消分配所需成本通常高於非直接緩衝區。直接緩衝區的內容可以駐留在常規的垃圾回收堆之外,因此,它們對應用程序的內存需求量造成的影響可能並不明顯。所以,建議將直接緩衝區主要分配給那些易受基礎系統的本機 I/O 操作影響的大型、持久的緩衝區。一般情況下,最好僅在直接緩衝區能在程序性能方面帶來明顯好處時分配它們。
直接字節緩衝區還可以通過 FileChannel 的 map() 方法 將文件區域直接映射到內存中來創建。該方法返回MappedByteBuffer 。Java 平臺的實現有助於通過 JNI 從本機代碼創建直接字節緩衝區。如果以上這些緩衝區中的某個緩衝區實例指的是不可訪問的內存區域,則試圖訪問該區域不會更改該緩衝區的內容,並且將會在訪問期間或稍後的某個時間導致拋出不確定的異常。
@Test //利用通道完成文件的複製(非直接緩衝區)
public void test1(){//10874-10953
long start = System.currentTimeMillis();
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
//①獲取通道
FileChannel inChannel = null;
FileChannel outChannel = null;
try {
fis = new FileInputStream("d:/1.mkv");
fos = new FileOutputStream("d:/2.mkv");
inChannel = fis.getChannel();
outChannel = fos.getChannel();
//②分配指定大小的緩衝區
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
//③將通道中的數據存入緩衝區中
while(inChannel.read(buf) != -1){
buf.flip(); //切換讀取數據的模式
//④將緩衝區中的數據寫入通道中
outChannel.write(buf);
buf.clear(); //清空緩衝區
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(outChannel != null){
try {
outChannel.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(inChannel != null){
try {
inChannel.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(fos != null){
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(fis != null){
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗費時間爲:" + (end - start));
}
//使用直接緩衝區完成文件的複製(內存映射文件)
@Test
public void test2() throws IOException{//2127-1902-1777
long start = System.currentTimeMillis();
FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mkv"), StandardOpenOption.READ);
FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mkv"),
StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
//內存映射文件
MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
//直接對緩衝區進行數據的讀寫操作
byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
inMappedBuf.get(dst);
outMappedBuf.put(dst);
inChannel.close();
outChannel.close();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗費時間爲:" + (end - start));
}
5.通道之間的數據傳輸(直接緩衝區)
//通道之間的數據傳輸(直接緩衝區)
@Test
public void test3() throws IOException{
FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mkv"), StandardOpenOption.READ);
FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mkv"),
StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
// inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
outChannel.transferFrom(inChannel, 0, inChannel.size());
inChannel.close();
outChannel.close();
}
6.分散(Scatter)與聚集(Gather)
分散讀取(Scattering Reads):將通道中的數據分散到多個緩衝區中聚集寫入(Gathering Writes):將多個緩衝區中的數據聚集到通道中
//分散和聚集
@Test
public void test4() throws IOException{
RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
//1. 獲取通道
FileChannel channel1 = raf1.getChannel();
//2. 分配指定大小的緩衝區
ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);
//3. 分散讀取
ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
channel1.read(bufs);
for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
byteBuffer.flip();
}
System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
System.out.println("-----------------");
System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));
//4. 聚集寫入
RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
FileChannel channel2 = raf2.getChannel();
channel2.write(bufs);
}