JavaNIO中的Channel类似Stream，可以读写，通常与Buffer进行交互，不存储数据，只负责在具体的io设备与buffer之间搬运数据。

概述

分类

Java NIO中Channel的实现类，分为：

  • FileChannel，连接一个文件的通道，对文件进行读，写，映射到直接内存操作；
  • DatagramChannel，通过 UDP 读写网络中的数据通道；
  • SocketChannel，通过 TCP 读写网络中的数据通道；
  • ServerSocketChannel，可以监听新进来的 TCP 连接，对每一个新进来的连接都会创建一个 SocketChannel。

Channel和Buffer的交互关系

注： 这里所说的I/O设备为文件、套接字等。

从I/O设备中读数据：

  1. 创建对应的通道，如FileChannel创建一个文件读写的通道；
  2. 调用通道的read(buffer)方法，通道会向Buffer中填充I/O设备中的数据；
  3. 填充完成后，应用程序从buffer中读取数据。

向I/O设备中写数据：

  1. 创建对应的通道和缓存；
  2. 应用程序将要写的数据，先put进buffer中；
  3. 调用通道的write()方法，通道会将数据输出到I/O设备中。

FileChannel

一个简单的例子：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
private static void fileChannelDemo() {  
    try (RandomAccessFile file = new RandomAccessFile(new File("Benchmark.log"), "rw")){  
        // 打开一个文件并建立channel  
        FileChannel fileChannel = file.getChannel();  
        // 创建一个buffer  
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);  
        // 读channel并填充到buffer中  
        int readLen = fileChannel.read(buffer);  
        while (readLen !=-1) {  
            byte[] temp = new byte[512];  
            log.info("读取长度：{}", readLen);  
            // 读buffer  
            buffer.flip();  
            buffer.get(temp, 0, buffer.limit());  
            log.info("数据：{}", new String(temp));  
            buffer.clear();  
            readLen = fileChannel.read(buffer);  
        }  
        buffer.clear();  
        buffer.put("完成".getBytes());  
        // 切换成读模式  
        buffer.flip();  
        fileChannel.write(buffer);  
    } catch (Exception e) {  
        log.error("channel 读写失败：{}", e.getMessage());  
    }  
}

结果：打印出文件中的内容，并在文件的最后添加了完成。

ServerSocketChannel

ServerSocketChannel 负责监听连接，服务端使用，在监听到 TCP 连接时会产生一个 SocketChannel 实例与客户端进行连接和数据交互。一般为了支持并发，服务端在产生 SocketChannel 之后可以通道实例放到一个队列中，用一个线程池去处理队列中的通道。
使用步骤：
打开一个ServerSocketChannel通道，并绑定端口号：

1
2
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
ssc.bind(new InetSocketAddress(8190));

阻塞接收连接：

1
2
// 循环等待连接的到来  
SocketChannel client  = ssc.accept();

处理SocketChannel，读取，与buffer的交互：

1
2
3
4
5
// 读客户端的数据  
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);  
client.read(buffer);  
buffer.flip();  
System.out.println("client : "+new String(buffer.array()));

关闭资源：

1
client.close();

SocketChannel

SocketChannel 负责 TCP 套接字的连接和数据传输，客户端和服务端都需要用到。SocketChannel 是线程安全的，支持多线程访问。
SocketChannel 有阻塞连接和非阻塞连接两种模式。对于阻塞连接，读取数据时会阻塞，直到有数据过来或者连接被关闭；对于非阻塞连接，调用 read() 方法时无论是否有数据都会立即返回。可以调用 configureBlocking(boolean block) 来配置为阻塞通道或非阻塞通道。
使用步骤：
打开并连接服务端的套接字：

1
2
SocketChannel socketChannel =  
             SocketChannel.open(new InetSocketAddress("localhost", 8190));

配置通道的阻塞还是非阻塞的方式：

1
2
3
4
5
6
// 配置是否阻塞，阻塞在读取数据的时候，没有数据是否阻塞等待  
socketChannel.configureBlocking(false);  
// 如果是非阻塞的模式，需要保证已经完成了连接，才能往下处理，读取数据  
while (!socketChannel.finishConnect()) {  
    ThreadUtil.sleep(100);  
}

通道和buffer的读写：

1
2
3
4
5
6
7
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(256);  
// 数据交互  
buffer.put("发送给服务端的数据".getBytes());  
buffer.flip();  
socketChannel.write(buffer);  
// 哦通知关闭  
socketChannel.shutdownOutput();

DatagramChannel

数据报通道 DatagramChannel 表示 UDP 通道。UDP 是无连接协议，在收发数据时不需要进行连接。与 FileChannel 和 SocketChannel 使用 read()/write() 不同，DatagramChannel 通常使用 receive()/send() 来收发数据。receive() 在接收数据之后会返回发送方的地址，send() 方法在发送数据的时候需要指定接收方的地址。

DatagramChannel 支持阻塞模式和非阻塞模式。非阻塞模式时，receive(ByteBuffer dst) 方法会立即返回，如果有数据，则会返回发送方的地址；如果没有数据，则返回 null。类似地，非阻塞模式下 send(ByteBuffer src, SocketAddress) 也会立即返回，返回的结果为发送的字节数。

服务端使用步骤：
打开通道并且绑定端口：

1
2
DatagramChannel dc = DatagramChannel.open(); 
dc.bind(new InetSocketAddress(9190));

数据交互：
使用receive 和 send方法，

1
2
SocketAddress address = channel.receive(buf); 
channel.send(buf, address);

关闭通道

1
channel.close();

客户端使用步骤：
不需要绑定端口，但是要指定服务端的地址：

1
2
// 定义服务端的地址  
InetSocketAddress serverAddress = new InetSocketAddress("localhost", 9190);

调用send的时候传这个地址。