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04.netty入门（四） Channel介绍及应用

04.netty入门（四） Channel介绍及应用

Channel（通道）介绍

  1. NIO的通道类似于流，但有些区别如下：
  • 通道可以同时进行读写，而流只能读或者只能写；
  • 通道可以实现异步读写数据；
  • 通道可以从缓冲读数据，也可以写数据到缓冲；
  1. BIO中的stream是单向的，例如FileInputStream对象只能进行读取数据的操作，而NIO中的通道（Channel）是双向的，可以读操作，也可以写操作。
  1. Channel在NIO中是一个接口 public interface Channel extends Closeable{}
  1. 常用的Channel类有：FileChannel、DatagramChannel、ServerSocketChannel和SocketChannel。
  1. FileChannel用于文件的数据读写，DatagramChannel用于UDP的数据读写，ServerSocketChannel和SocketChannel用于TCP的数据读写。

FileChannel类

FileChannel主要用来对本地文件进行IO操作，常见的方法有

  1. public int read(ByteBuffer dst)// 从通道读取数据并放到缓冲区中
  1. public int write(ByteBuffer src)// 把缓冲区的数据写到通道中
  1. public long transferFrom(ReadableByteChannel var1, long var2, long var4)// 从目标通道中复制数据到当前通道
  1. public long transferTo(long var1, long var3, WritableByteChannel var5)// 把数据从当前通道复制给目标通道

通道（Channel）案例1

需求：

（1）使用前面学习的ByteBuffer（缓冲）和FileChannel（通道），将"hello，everybody"写入到text01.txt文件中。

（2）文件不存在就创建。

public class NIOFileChannel01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String str = "hello, everybody";
        // 创建一个输出流 -> channel
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("d:\\text01.txt");
        // 通过输出流fileOutputStream获取对应的文件channel
        FileChannel fileChannel = fileOutputStream.getChannel();
        // 创建一个缓冲区
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        // 将str放入byteBuffer
        byteBuffer.put(str.getBytes());
        // 对byteBuffer进行flip
        byteBuffer.flip();
        // 将byteBuffer 数据写入到channel中
        fileChannel.write(byteBuffer);
        // 关闭流
        fileOutputStream.close();
    }
}

通道（Channel）案例2

需求：

（1）使用前面学习的ByteBuffer（缓冲）和FileChannel（通道），将text01.txt文件中的数据读入到程序中，并显示在控制台屏幕。

（2）假定文件已经存在。

public class NIOFileChannel02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建文件的输入流
        File file = new File("d:\\text01.txt");
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);
        // 通过fileInputStream 获取对应的FileChannel -> 实际类型 FileChannelImpl
        FileChannel fileChannel = fileInputStream.getChannel();
        // 创建缓冲区
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate((int) file.length());
        // 将通道的数据读入到buffer中
        fileChannel.read(byteBuffer);
        // 将 byteBuffer的字节数据转成String
        System.out.println(new String(byteBuffer.array()));
        //关闭流
        fileInputStream.close();
    }
}

通道（Channel）案例3-使用一个Buffer完成文件读取

需求：

（1）使用FileChannel（通道）和方法read、write，完成文件的拷贝。

（2）拷贝一个文本文件1.txt，放在项目下即可。

public class NIOFileChannel03 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("1.txt");
        FileChannel fileChannel01 = fileInputStream.getChannel();
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("2.txt");
        FileChannel fileChannel02 = fileOutputStream.getChannel();
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(512);
        // 循环读取
        while (true) {
            // 重要操作， byteBuffer重置
            byteBuffer.clear();
            int read = fileChannel01.read(byteBuffer);
            if (read == -1) {// 读取结束
                break;
            }
            // 将buffer中的数据写入到fileChannel02 --> 2.txt
            byteBuffer.flip();
            fileChannel02.write(byteBuffer);
        }
        // 关闭通道和流
        fileChannel01.close();
        fileChannel02.close();
        fileInputStream.close();
        fileOutputStream.close();
    }
}

通道（Channel）案例4-拷贝文件tranferFrom方法

需求：

（1）使用FileCHannel（通道）和方法transferFrom，完成文件的拷贝。

（2）拷贝一张图片。

public class NIOFileChannel04 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建相关流
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("d:\\a.png");
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("d:\\a2.png");
        // 获取各个流对应的fileChannel
        FileChannel sourceChannel = fileInputStream.getChannel();
        FileChannel destChannel = fileOutputStream.getChannel();
        // 使用trandferFrom完成拷贝
        destChannel.transferFrom(sourceChannel, 0, sourceChannel.size());
        // 关闭相关通道和流
        sourceChannel.close();
        destChannel.close();
        fileInputStream.close();
        fileOutputStream.close();
    }
}

关于Buffer和Channel的注意事项和细节

  1. ByteBuffer支持类型化的put和get，put放入的是什么数据类型，get就应该使用相应的数据类型来取出，否则可能有BufferUnderflowException异常。
public class NIOByteBufferPutGet {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Buffer
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(64);
        // 类型化方式放入数据
        byteBuffer.putInt(100);
        byteBuffer.putLong(9);
        byteBuffer.putChar('飞');
        byteBuffer.putShort((short) 4);
        // 取出
        byteBuffer.flip();
        System.out.println(byteBuffer.getShort());
        System.out.println(byteBuffer.getInt());
        System.out.println(byteBuffer.getLong());
        System.out.println(byteBuffer.getLong());
    }
}
  1. 可以将一个普通Buffer转成只读Buffer。
public class ReadOnlyBuffer {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Buffer
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(64);
        for (int i = 0; i < 64; i++) {
            byteBuffer.put((byte) i);
        }
        // 读取
        byteBuffer.flip();
        // 得到一个只读的Buffer
        ByteBuffer readOnlyBuffer = byteBuffer.asReadOnlyBuffer();
        System.out.println(readOnlyBuffer.getClass());
        while (readOnlyBuffer.hasRemaining()){
            System.out.println(readOnlyBuffer.get());
        }
        // 此处报ReadOnlyBufferException异常 
        readOnlyBuffer.put((byte) 500);
    }
}
  1. NIO还提供了MappedByteBuffer，可以让文件直接在内存（堆外的内存）中进行修改，而如何同步到文件由NIO来完成。
/**
 * 说明：
 * 1.MappedByteBuffer可以让文件直接在内存（堆外内存）中修改，操作系统不需要拷贝一次
 */
public class MappedByteBufferTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
        // 获取对应的通道
        FileChannel channel = randomAccessFile.getChannel();
        /**
         * 参数1：FileChannel.MapMode.READ_WRITE，使用的是读写模式
         * 参数2: 0，代表可以修改的起始位置
         * 参数3： 5，是映射到内存的大小，即将文件1.txt的多少个字节映射到内存
         * 可以直接修改的范围就是 0-5
         * 实际类型 DirectByteBuffer
         */
        MappedByteBuffer mappedByteBuffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, 5);
        mappedByteBuffer.put(0, (byte) 'H');
        mappedByteBuffer.put(3, (byte) '9');
        // 关闭
        randomAccessFile.close();
        System.out.println("修改成功");
    }
}
  1. NIO还支持通过多个Buffer（即Buffer数组）完成读写操作，即Scattering和Gatering。
/**
 * Scattering：将数据写入到buffer时，可以采用buffer数组，依次写入
 * Gathering：从buffer读取数据时，可以采用buffer数组，依次读
 */
public class ScatteringAndGatheringTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用ServerSocketChannel 和 SocketChannel网络
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(7000);
        // 绑定端口到Socket，并启动
        serverSocketChannel.socket().bind(inetSocketAddress);
        // 创建Buffer数组
        ByteBuffer[] byteBuffers = new ByteBuffer[2];
        byteBuffers[0] = ByteBuffer.allocate(5);
        byteBuffers[1] = ByteBuffer.allocate(3);
        // 等待客户端连接(telnet)
        SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
        // 假定接收从客户端接收8个字节
        int messageLength = 8;
        // 循环的读取
        while (true) {
            int byteRead = 0;
            while (byteRead < messageLength) {
                long readCount = socketChannel.read(byteBuffers);
                // 累计读取的字节数
                byteRead += readCount;
                System.out.println("byteRead=" + byteRead);
                // 使用流打印, 看看当前的这个buffer的position和limit
                Arrays.asList(byteBuffers).stream()
                        .map(buffer -> "position=" + buffer.position() + " ,limit=" + buffer.limit())
                        .forEach(System.out::println);
                // 将所有的buffer进行反转
                Arrays.asList(byteBuffers).forEach(buffer -> buffer.flip());
                // 将数据读出，显示到客户端
                long byteWrite = 0;
                while (byteWrite < messageLength) {
                    long writeCount = socketChannel.write(byteBuffers);
                    byteWrite += writeCount;
                }
                // 将所有的buffer进行clear操作
                Arrays.asList(byteBuffers).forEach(buffer -> buffer.clear());
                System.out.println("byteRead=" + byteRead + " ,byteWrite=" + byteWrite + ", messageLength=" + messageLength);
            }
        }
    }
}

使用telnet进行测试，打开cmd命令行窗口，连接命令：telnet 127.0.0.1 7000

发送消息快捷键 ctrl+]


来源：https://blog.csdn.net/zhufei463738313/article/details/129054723