檔案通道

Java NIO中的FileChannel是一個連線到檔案的通道。可以通過檔案通道讀寫檔案。 

FileChannel無法設定為非阻塞模式，它總是執行在阻塞模式下。 

開啟FileChannel 

在使用FileChannel之前，必須先開啟它。但是，我們無法直接開啟一個FileChannel，需要通過使用一個InputStream、OutputStream或RandomAccessFile來獲取一個FileChannel例項。下面是通過RandomAccessFile開啟FileChannel的示例： 

RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");  
FileChannel inChannel = aFile.getChannel(); 
 

從FileChannel讀取資料 

呼叫多個read()方法之一從FileChannel中讀取資料。如： 

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);  
int bytesRead = inChannel.read(buf);  

首先，分配一個Buffer。從FileChannel中讀取的資料將被讀到Buffer中。 

然後，呼叫FileChannel.read()方法。該方法將資料從FileChannel讀取到Buffer中。read()方法返回的int值表示了有多少位元組被讀到了Buffer中。如果返回-1，表示到了檔案末尾。  

向FileChannel寫資料 

使用FileChannel.write()方法向FileChannel寫資料，該方法的引數是一個Buffer。如： 

String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();  
  
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);  
buf.clear();  
buf.put(newData.getBytes());  
  
buf.flip();  
  
while(buf.hasRemaining()) {  
    channel.write(buf);  
}  
 

注意FileChannel.write()是在while迴圈中呼叫的。因為無法保證write()方法一次能向FileChannel寫入多少位元組，因此需要重複呼叫write()方法，直到Buffer中已經沒有尚未寫入通道的位元組。

關閉FileChannel
用完FileChannel後必須將其關閉。如： 

channel.close();  

FileChannel的position方法 
有時可能需要在FileChannel的某個特定位置進行資料的讀/寫操作。可以通過呼叫position()方法獲取FileChannel的當前位置。 
也可以通過呼叫position(long pos)方法設定FileChannel的當前位置。 

這裡有兩個例子：

long pos = channel.position();  
channel.position(pos +123);  

如果將位置設定在檔案結束符之後，然後試圖從檔案通道中讀取資料，讀方法將返回-1 —— 檔案結束標誌。 
如果將位置設定在檔案結束符之後，然後向通道中寫資料，檔案將撐大到當前位置並寫入資料。這可能導致“檔案空洞”，磁碟上物理檔案中寫入的資料間有空隙。

 FileChannel的size方法 

FileChannel例項的size()方法將返回該例項所關聯檔案的大小。如： 

long fileSize = channel.size();  

FileChannel的truncate方法 

可以使用FileChannel.truncate()方法擷取一個檔案。擷取檔案時，檔案將中指定長度後面的部分將被刪除。如：  

channel.truncate(1024);  

這個例子擷取檔案的前1024個位元組。 
FileChannel的force方法 
FileChannel.force()方法將通道里尚未寫入磁碟的資料強制寫到磁碟上。出於效能方面的考慮，作業系統會將資料快取在記憶體中，所以無法保證寫入到FileChannel裡的資料一定會即時寫到磁碟上。要保證這一點，需要呼叫force()方法。 
force()方法有一個boolean型別的引數，指明是否同時將檔案元資料（許可權資訊等）寫到磁碟上。 
下面的例子同時將檔案資料和元資料強制寫到磁碟上： 

channel.force(true);  

Socket 通道

Java NIO中的SocketChannel是一個連線到TCP網路套接字的通道。可以通過以下2種方式建立SocketChannel： 

• 開啟一個SocketChannel並連線到網際網路上的某臺伺服器。
• 一個新連線到達ServerSocketChannel時，會建立一個SocketChannel。

開啟 SocketChannel 

SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();  
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://jenkov.com", 80));  

關閉 SocketChannel 

socketChannel.close();  

從 SocketChannel 讀取資料 

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);  
int bytesRead = socketChannel.read(buf);  

首先，分配一個Buffer。從SocketChannel讀取到的資料將會放到這個Buffer中。 

然後，呼叫SocketChannel.read()。該方法將資料從SocketChannel 讀到Buffer中。read()方法返回的int值表示讀了多少位元組進Buffer裡。如果返回的是-1，表示已經讀到了流的末尾（連線關閉了）。 

寫入 SocketChannel 

String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();  
  
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);  
buf.clear();  
buf.put(newData.getBytes());  
  
buf.flip();  
  
while(buf.hasRemaining()) {  
    channel.write(buf);  
}  

注意SocketChannel.write()方法的呼叫是在一個while迴圈中的。Write()方法無法保證能寫多少位元組到SocketChannel。所以，我們重複呼叫write()直到Buffer沒有要寫的位元組為止。

非阻塞模式 

可以設定 SocketChannel 為非阻塞模式（non-blocking mode）.設定之後，就可以在非同步模式下呼叫connect(), read() 和write()了。

connect() 
如果SocketChannel在非阻塞模式下，此時呼叫connect()，該方法可能在連線建立之前就返回了。為了確定連線是否建立，可以呼叫finishConnect()的方法。像這樣：

ocketChannel.configureBlocking(false);  
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://jenkov.com", 80));  
  
while(! socketChannel.finishConnect() ){  
    //wait, or do something else...  
} 

write() 

非阻塞模式下，write()方法在尚未寫出任何內容時可能就返回了。所以需要在迴圈中呼叫write()。前面已經有例子了，這裡就不贅述了。 

read() 

非阻塞模式下,read()方法在尚未讀取到任何資料時可能就返回了。所以需要關注它的int返回值，它會告訴你讀取了多少位元組。 

非阻塞模式與選擇器 

非阻塞模式與選擇器搭配會工作的更好，通過將一或多個SocketChannel註冊到Selector，可以詢問選擇器哪個通道已經準備好了讀取，寫入等。Selector與SocketChannel的搭配使用會在後面詳講。

ServerSocket 通道 

Java NIO中的 ServerSocketChannel 是一個可以監聽新進來的TCP連線的通道，就像標準IO中的ServerSocket一樣。ServerSocketChannel類在 java.nio.channels包中。

//通過呼叫 ServerSocketChannel.open() 方法來開啟ServerSocketChannel ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999)); while(true){ SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept(); //do something with socketChannel... } //通過呼叫ServerSocketChannel.close() 方法來關閉ServerSocketChannel.serverSocketChannel.close(); 

監聽新進來的連線 

通過 ServerSocketChannel.accept() 方法監聽新進來的連線。當 accept()方法返回的時候，它返回一個包含新進來的連線的 SocketChannel。因此，accept()方法會一直阻塞到有新連線到達。 通常不會僅僅只監聽一個連線，在while迴圈中呼叫 accept()方法. 如下面的例子： 

while(true){  
    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();  
  
    //do something with socketChannel...  
}  

當然，也可以在while迴圈中使用除了true以外的其它退出準則。 

非阻塞模式 
ServerSocketChannel可以設定成非阻塞模式。在非阻塞模式下，accept() 方法會立刻返回，如果還沒有新進來的連線，返回的將是null。 因此，需要檢查返回的SocketChannel是否是null。如：

ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();  
  
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));  
serverSocketChannel.configureBlocking(false);  
  
while(true){  
    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();  
  
    if(socketChannel != null){  
        //do something with socketChannel...  
    }  
}  

Datagram 通道 

Java NIO中的DatagramChannel是一個能收發UDP包的通道。因為UDP是無連線的網路協議，所以不能像其它通道那樣讀取和寫入。它傳送和接收的是資料包。 

開啟 DatagramChannel 

DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();  
channel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));  

這個例子開啟的 DatagramChannel可以在UDP埠9999上接收資料包。 

接收資料 

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);  
buf.clear();  
channel.receive(buf);  

receive()方法會將接收到的資料包內容複製到指定的Buffer. 如果Buffer容不下收到的資料，多出的資料將被丟棄。

傳送資料

String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();  
  
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);  
buf.clear();  
buf.put(newData.getBytes());  
buf.flip();  
  
int bytesSent = channel.send(buf, new InetSocketAddress("jenkov.com", 80)); 

這個例子傳送一串字元到”jenkov.com”伺服器的UDP埠80。 因為服務端並沒有監控這個埠，所以什麼也不會發生。也不會通知你發出的資料包是否已收到，因為UDP在資料傳送方面沒有任何保證。  

連線到特定的地址

可以將DatagramChannel“連線”到網路中的特定地址的。由於UDP是無連線的，連線到特定地址並不會像TCP通道那樣建立一個真正的連線。而是鎖住DatagramChannel ，讓其只能從特定地址收發資料。

channel.connect(new InetSocketAddress("jenkov.com", 80));  

當連線後，也可以使用read()和write()方法，就像在用傳統的通道一樣。只是在資料傳送方面沒有任何保證。這裡有幾個例子：  

int bytesRead = channel.read(buf);  
int bytesWritten = channel.write(but);  

管道（Pipe）

Java NIO 管道是2個執行緒之間的單向資料連線。Pipe有一個source通道和一個sink通道。資料會被寫到sink通道，從source通道讀取。 

建立管道

Pipe pipe = Pipe.open();  

向管道寫資料

要向管道寫資料，需要訪問sink通道。像這樣：   

Pipe.SinkChannel sinkChannel = pipe.sink();  

通過呼叫SinkChannel的write()方法，將資料寫入SinkChannel,像這樣： 

String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();  
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);  
buf.clear();  
buf.put(newData.getBytes());  
  
buf.flip();  
  
while(buf.hasRemaining()) {  
    sinkChannel.write(buf);
}  

從管道讀取資料 

從讀取管道的資料，需要訪問source通道，像這樣： 

Pipe.SourceChannel sourceChannel = pipe.source();  

呼叫source通道的read()方法來讀取資料，像這樣： 

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);  
  
int bytesRead = inChannel.read(buf);  

read()方法返回的int值會告訴我們多少位元組被讀進了緩衝區。