NIO（1） Channel和Buffer

• Channel（譯作通道）
  Java NIO的通道類似流，但又有些不同：
  
  • 既可以從通道中讀取數據，又可以寫數據到通道。但流的讀寫通常是單向的。
  • 通道可以異步地讀寫。
  • 通道中的數據總是要先讀到一個Buffer，或者總是要從一個Buffer中寫入
• Channel的實現
  
  • FileChannel          ：從文件中讀寫數據。
  • DatagramChannel：能通過UDP讀寫網絡中的數據。
  • SocketChannel     ：能通過TCP讀寫網絡中的數據。
  • ServerSocketChannel：可以監聽新進來的TCP連接，像Web服務器那樣。對每一個新進來的連接都會創建一個SocketChannel。

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• Buffer的基本用法
  使用Buffer讀寫數據一般遵循以下四個步驟：

  • 寫入數據到Buffer
  • 調用flip()方法
  • 從Buffer中讀取數據
  • 調用clear()方法或者compact()方法

        當向buffer寫入數據時，buffer會記錄下寫了多少數據。一旦要讀取數據，需要通過flip()方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。在讀模式下，可以讀取之前寫入到buffer的所有數據。

        一旦讀完了所有的數據，就需要清空緩衝區，讓它可以再次被寫入。有兩種方式能清空緩衝區：調用clear()或compact()方法。clear()方法會清空整個緩衝區。compact()方法只會清除已經讀過的數據。任何未讀的數據都被移到緩衝區的起始處，新寫入的數據將放到緩衝區未讀數據的後面。

    public void testChannel() throws Exception {
        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(
                new File("D:/downloads/task.ini"), "rw");
        FileChannel inChannel = raf.getChannel();
        // create buffer with capacity of 4096 bytes
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4096);
        int bytesRead = inChannel.read(buf); // read into buffer.
        while (bytesRead != -1) {
            buf.flip();  // make buffer ready for read
            while (buf.hasRemaining()) {
                System.out.print((char) buf.get()); // read 1 byte at a time
            }
            buf.clear(); // make buffer ready for writing
            bytesRead = inChannel.read(buf);
        }
        raf.close();
    }

• Buffer 的 capacity、position和limit
  position和limit的含義取決於Buffer處在讀模式還是寫模式。不管Buffer處在什麼模式，capacity的含義總是一樣的。

  • capacity
          Buffer內存塊有一個固定的大小值，也叫“capacity”。只能往裏寫capacity個byte、long，char等類型。一旦Buffer滿了，需要將其清空（通過讀數據或者清除數據）才能繼續寫數據往裏寫數據。

  • position
          當寫數據到Buffer中時，position表示當前的位置。初始的position值爲0。當一個byte、long等數據寫到Buffer後， position會向前移動到下一個可插入數據的Buffer單元。position最大可爲capacity – 1.

          當讀取數據時，也是從某個特定位置讀。當將Buffer從寫模式切換到讀模式，position會被重置爲0. 當從Buffer的position處讀取數據時，position向前移動到下一個可讀的位置。

  • limit
          在寫模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer裏寫多少數據。 寫模式下，limit等於Buffer的capacity。

          當切換Buffer到讀模式時， limit表示你最多能讀到多少數據。因此，當切換Buffer到讀模式時，limit會被設置成寫模式下的position值。換句話說，你能讀到之前寫入的所有數據（limit被設置成已寫數據的數量，這個值在寫模式下就是position）

• Buffer api

  • flip()
    flip方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。調用flip()方法會將position設回0，並將limit設置成之前position的值。
    換句話說，position現在用於標記讀的位置，limit表示之前寫進了多少個byte、char等 —— 現在能讀取多少個byte、char等。

  • 向Buffer中寫數據

    • 從Channel寫到Buffer

      int hasRead = channel.read(buf); //read into buffer.

    • 通過Buffer的put()方法寫到Buffer裏

      buf.put(97);

  • 向Buffer中讀數據

    • 從Buffer讀取數據到Channel

      //read from buffer into channel.
      int bytesWritten = inChannel.write(buf);

    • 使用get()方法從Buffer中讀取數據

      byte aByte = buf.get();

  • rewind()方法
          Buffer.rewind()將position設回0，所以你可以重讀Buffer中的所有數據。limit保持不變，仍然表示能從Buffer中讀取多少個元素（byte、char等）。