Java NIO——通道Channel本地FileChannel

什么是通道

通道（Channel）：由 java.nio.channels 包定义的。
Channel 表示 IO 源与目标打开的连接。Channel 类似于传统的“流”。只不过 Channel 本身不能直接访问数据，Channel 只能与Buffer 进行交互。

详细介绍：I/O设备控制方式（DMA、IO通道）
https://blog.csdn.net/weixin_46369022/article/details/121306344.

通道的数据传输与内存映射文件

通道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。

通道的主要实现类
java.nio.channels.Channel 接口：
本地IO：
FileChannel

网络IO：
SocketChannel，ServerSocketChannel，DatagramChannel

获取通道并传输数据

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

数据传输：
将 Buffer 中数据写入 Channel
channel.write(buf)；
从 Channel 读取数据到 Buffer
channel.read(buf)；

 //利用通道完成文件的复制（非直接缓冲区）
    @Test
    public void test1(){//10874-10953
        long start = System.currentTimeMillis();
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        //①获取通道
        FileChannel inChannel = null;
        FileChannel outChannel = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("d:/1.mkv");
            fos = new FileOutputStream("d:/2.mkv");

            inChannel = fis.getChannel();
            outChannel = fos.getChannel();

            //②分配指定大小的缓冲区
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

            //③将通道中的数据存入缓冲区中
            while(inChannel.read(buf) != -1){// 往buf中填入数据
                buf.flip(); //切换读取数据的模式
                //④将缓冲区中的数据写入通道中
                outChannel.write(buf);
                buf.clear(); //清空缓冲区
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            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));
    }

除此之外还可以通过一下方法传输：
transferFrom()：将数据从源通道传输到其他 Channel 中
transferTo()：将数据从源通道传输到其他 Channel 中

//通道之间的数据传输(直接缓冲区)
    @Test
    public void test3() throws IOException{
        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mkv"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mkv"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);

//		inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
        outChannel.transferFrom(inChannel, 0, inChannel.size());

        inChannel.close();
        outChannel.close();
    }

2.在 JDK 1.7 中的 NIO.2 针对各个通道提供了静态方法 open()

 //使用直接缓冲区完成文件的复制(内存映射文件)
    @Test
    public void test2() throws IOException{//2127-1902-1777
        long start = System.currentTimeMillis();

        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mkv"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mkv"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);

        //内存映射文件
        MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
        MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());

        //直接对缓冲区进行数据的读写操作
        byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
        inMappedBuf.get(dst);
        outMappedBuf.put(dst);

        inChannel.close();
        outChannel.close();

        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗费时间为："   (end - start));
    }

分散与聚集

分散读取（Scattering Reads）是指从 Channel 中读取的数据“分
散”到多个 Buffer 中。（按照缓冲区的顺序，从 Channel 中读取的数据依次将 Buffer 填满）

聚集写入（Gathering Writes）是指将多个 Buffer 中的数据“聚集”
到 Channel，（按照缓冲区的顺序，写入 position 和 limit 之间的数据到 Channel）

 //分散和聚集
    @Test
    public void test4() throws IOException{
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");

        //1. 获取通道
        FileChannel channel1 = raf1.getChannel();

        //2. 分配指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
        ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);

        //3. 分散读取
        ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
        channel1.read(bufs);

        for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
            byteBuffer.flip();//全部改为读模式
        }
        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()));

        //4. 聚集写入
        RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
        FileChannel channel2 = raf2.getChannel();

        channel2.write(bufs);
    }

字符集Charset

编码：字符串 -> 字节数组
解码：字节数组 -> 字符串

//字符集
    @Test
    public void test6() throws IOException {
        Charset cs1 = Charset.forName("GBK");
        //获取编码器
        CharsetEncoder ce = cs1.newEncoder();
        //获取解码器
        CharsetDecoder cd = cs1.newDecoder();

        CharBuffer cBuf = CharBuffer.allocate(1024);
        cBuf.put("郭超长得帅！");
        cBuf.flip();

        //编码
        ByteBuffer bBuf = ce.encode(cBuf);
        for (int i = 0; i < 12; i  ) {
            System.out.print(bBuf.get());
        }//-71-7-77-84-77-92-75-61-53-89-93-95

        //解码
        bBuf.flip();
        CharBuffer cBuf2 = cd.decode(bBuf);
        System.out.println(cBuf2.toString());//郭超长得帅！

       //用什么编码就得用什么解码
        Charset cs2 = Charset.forName("UTF-8");
        bBuf.flip();
        CharBuffer cBuf3 = cs2.decode(bBuf);
        System.out.println(cBuf3.toString());//乱码

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