Java NIO的通道类似流,但又有些不同:
- 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:
Channel的实现
这些是Java NIO中最重要的通道的实现:
- FileChannel
- DatagramChannel
- SocketChannel
- ServerSocketChannel
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:
01 |
RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile( "data/nio-data.txt" , "rw" ); |
02 |
FileChannel inChannel = aFile.getChannel(); |
04 |
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate( 48 ); |
06 |
int bytesRead = inChannel.read(buf); |
07 |
while (bytesRead != - 1 ) { |
09 |
System.out.println( "Read " + bytesRead); |
12 |
while (buf.hasRemaining()){ |
13 |
System.out.print(( char ) buf.get()); |
17 |
bytesRead = inChannel.read(buf); |
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。
二、SocketChannel
Java NIO中的SocketChannel是一个连接到TCP网络套接字的通道。可以通过以下2种方式创建SocketChannel:
- 打开一个SocketChannel并连接到互联网上的某台服务器。
- 一个新连接到达ServerSocketChannel时,会创建一个SocketChannel。
打开 SocketChannel
下面是SocketChannel的打开方式:
1 |
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(); |
关闭 SocketChannel
当用完SocketChannel之后调用SocketChannel.close()关闭SocketChannel:
从 SocketChannel 读取数据
要从SocketChannel中读取数据,调用一个read()的方法之一。以下是例子:
1 |
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate( 48 ); |
2 |
int bytesRead = socketChannel.read(buf); |
首先,分配一个Buffer。从SocketChannel读取到的数据将会放到这个Buffer中。
然后,调用SocketChannel.read()。该方法将数据从SocketChannel 读到Buffer中。read()方法返回的int值表示读了多少字节进Buffer里。如果返回的是-1,表示已经读到了流的末尾(连接关闭了)。
写入 SocketChannel
写数据到SocketChannel用的是SocketChannel.write()方法,该方法以一个Buffer作为参数。示例如下:
01 |
String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis(); |
03 |
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate( 48 ); |
05 |
buf.put(newData.getBytes()); |
09 |
while (buf.hasRemaining()) { |
注意SocketChannel.write()方法的调用是在一个while循环中的。Write()方法无法保证能写多少字节到SocketChannel。所以,我们重复调用write()直到Buffer没有要写的字节为止。
非阻塞模式
可以设置 SocketChannel 为非阻塞模式(non-blocking mode).设置之后,就可以在异步模式下调用connect(), read() 和write()了。
connect()
如果SocketChannel在非阻塞模式下,此时调用connect(),该方法可能在连接建立之前就返回了。为了确定连接是否建立,可以调用finishConnect()的方法。像这样:
1 |
socketChannel.configureBlocking( false ); |
4 |
while (! socketChannel.finishConnect() ){ |
5 |
//wait, or do something else... |
write()
非阻塞模式下,write()方法在尚未写出任何内容时可能就返回了。所以需要在循环中调用write()。前面已经有例子了,这里就不赘述了。
read()
非阻塞模式下,read()方法在尚未读取到任何数据时可能就返回了。所以需要关注它的int返回值,它会告诉你读取了多少字节。
非阻塞模式与选择器
非阻塞模式与选择器搭配会工作的更好,通过将一或多个SocketChannel注册到Selector,可以询问选择器哪个通道已经准备好了读取,写入等。Selector与SocketChannel的搭配使用会在后面详讲。