【Java NIO】之 Channel

た入场券 2023-02-23 05:16 23阅读 0赞

### 下面以一个实例介绍 Channel 的各种用法 ###

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/** * 一、通道（Channel）：用于源节点与目标节点的连接。在 Java NIO 中负责缓冲区中数据的传输。 * Channel 本身不存储数据，因此需要配合缓冲区进行传输。 * * 二、通道的主要实现类 * java.nio.channels.Channel 接口： * |--FileChannel * |--SocketChannel * |--ServerSocketChannel * |--DatagramChannel * * 三、获取通道 * 1. Java 针对支持通道的类提供了 getChannel() 方法 * 本地 IO： * FileInputStream/FileOutputStream * RandomAccessFile * * 网络IO： * Socket * ServerSocket * DatagramSocket * * 2. 在 JDK 1.7 中的 NIO.2 针对各个通道提供了静态方法 open() * 3. 在 JDK 1.7 中的 NIO.2 的 Files 工具类的 newByteChannel() * * 四、通道之间的数据传输 * transferFrom() * transferTo() * * 五、分散(Scatter)与聚集(Gather) * 分散读取（Scattering Reads）：将通道中的数据分散到多个缓冲区中 * 聚集写入（Gathering Writes）：将多个缓冲区中的数据聚集到通道中 * * 六、字符集：Charset * 编码：字符串 -> 字节数组 * 解码：字节数组 -> 字符串 * */
    public class TestChannel { 
    
        // 利用通道完成文件的复制（非直接缓冲区）
        @Test
        public void testFileChannel() { 
            long start = System.currentTimeMillis();
    
            // 文件输入和输出流
            FileInputStream fis = null;
            FileOutputStream fos = null;
    
            // 文件通道
            FileChannel inChannel = null;
            FileChannel outChannel = null;
    
            try { 
                fis = new FileInputStream("D:/DNF.mp4");
                fos = new FileOutputStream("D:/DNF2.mp4");
    
                inChannel = fis.getChannel();
                outChannel = fos.getChannel();
    
                // 分配缓冲区
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    
                // 从输入通道中读取数据到缓冲区
                while (inChannel.read(buffer) != -1) { 
                    // 切换缓冲区为读模式
                    buffer.flip();
                    // 把缓冲区数据写入到输出通道中
                    outChannel.write(buffer);
                    // 清空缓冲区
                    buffer.clear();
                }
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace();
            } finally { 
                // 关闭资源
                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("耗费时间为：" + (end - start));
        }
    
        // 使用直接缓冲区完成文件的复制（内存映射文件）
        @Test
        public void testFileChannel2() throws IOException { 
            long start = System.currentTimeMillis();
    
            // 获取文件输入输出通道
            FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:/DNF.mp4"), StandardOpenOption.READ);
            FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:/DNF3.mp4"),
                    StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
    
            // 内存映射文件
            MappedByteBuffer inMapBuf = inChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
            MappedByteBuffer outMapBuf = outChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
    
            // 直接对缓冲区进行读写操作
            byte[] bytes = new byte[inMapBuf.limit()];
            inMapBuf.get(bytes);
            outMapBuf.put(bytes);
    
            // 关闭通道
            inChannel.close();
            outChannel.close();
    
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("耗费时间为：" + (end - start));
        }
    
        // 通道之间的数据传输（直接缓冲区）
        @Test
        public void testChannelTransfer() throws IOException { 
            // 获取文件输入输出通道
            FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:/DNF.mp4"), StandardOpenOption.READ);
            FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:/DNF4.mp4"),
                    StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
    
            // inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
            outChannel.transferFrom(inChannel, 0, inChannel.size());
    
            inChannel.close();
            outChannel.close();
        }
    
        // 分散读取和聚集写入
        @Test
        public void testScatterAndGatter() throws IOException { 
            // 获取通道
            RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("D:/1.txt", "rw");
            FileChannel channelRead = raf1.getChannel();
    
            // 分配缓冲区
            ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
            ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);
    
            // 分散读取
            ByteBuffer[] bufs = { buf1, buf2};
            channelRead.read(bufs);
    
            for (ByteBuffer buf : bufs) { 
                buf.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()));
    
            // 聚集写入
            RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("D:/2.txt", "rw");
            FileChannel channelWrite = raf2.getChannel();
            channelWrite.write(bufs);
    
            // 关闭资源
            channelRead.close();
            channelWrite.close();
            raf1.close();
            raf2.close();
        }
    
        // 查看支持的字符集
        @Test
        public void testCharset() { 
    
            SortedMap<String, Charset> charsetMap = Charset.availableCharsets();
            Set<Map.Entry<String, Charset>> entrySet = charsetMap.entrySet();
            for (Map.Entry<String, Charset> entry : entrySet) { 
                System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
            }
        }
    
        /** * 使用字符集实现字符的编码和解码 * |-- 字符缓冲区 CharBuffer 编码得到字节缓冲区 ByteBuffer * |-- 字节缓冲区 ByteBuffer 解码得到字符缓冲区 CharBuffer */
        @Test
        public void testEncodeAndDecode() throws IOException{ 
            // 获取字符集
            Charset gbk = Charset.forName("GBK");
    
            // 获取字符集对应的编码器和解码器
            CharsetEncoder encoder = gbk.newEncoder();
            CharsetDecoder decoder = gbk.newDecoder();
    
            // 构建字符缓冲区
            CharBuffer charBuf = CharBuffer.allocate(1024);
            charBuf.put("测试字符集编解码");
            charBuf.flip();
    
            // 编码
            ByteBuffer byteBuf = encoder.encode(charBuf);
            System.out.println("编码：");
            for (int i = 0; i < byteBuf.limit(); i++) { 
                System.out.print(byteBuf.get() + " ");
            }
    
            // 解码
            byteBuf.flip();
            CharBuffer charBuf2 = decoder.decode(byteBuf);
            System.out.println("\n解码：");
            System.out.println(charBuf2.toString());
        }
    }