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通道和缓冲区

2024-08-18 01:48:30   224人阅读

  • 通道
通常来说NIO中的所有IO都是从Channel开始的。Channel和流有点类似。通过Channel,我们即可以从Channel把数据写到Buffer中,也可以把数据从Buffer写入到Channel,下图是一个示意图: 

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通道可以理解成一种连接，根据连接对象的不同，可以分为下面这些类型

文件连接：FileChannel，用于文件的读写

UDP连接：DatagramChannel，用于UDP数据的读写

Socket客户端：SocketChannel，用于TCP数据的读写

Socket服务端：ServerSocketChanel，用于监听TCP连接，每个请求都会生成一个SocketChannel

 

通道的作用相当于基本IO中的流，但有如下几点区别：

1、通道可以读也可以写，而流只能读或者写

2、通道可以异步读写，而流在读或写的时候，都是阻塞的

3、通道总是基于缓冲区Buffer来读写的，而流的读写是基于虚拟机内存的

 

demo01：使用通道来进行文件的读取





 1     /**
 2      * 使用通道读文件数据
 3      */
 4     public void readFile() {
 5         Path path = Paths.get("/Users/sherry/WorkPath/Git/LinkTest/zln-learning/testDir/content.html");
 6         Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
 7         CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();//解码器
 8 
 9         try (FileChannel fileChannel = FileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ)) {
10             ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate((int) fileChannel.size());
11             CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate((int) fileChannel.size());
12             logger.debug("缓冲区大小:"+(int) fileChannel.size());//371
13             if ((fileChannel.read(byteBuffer)) != -1) {//因为缓存容量的缘故,其实只需要读取一次  对于大文件,需要循环
14                 logger.debug("ByteBuffer limit:"+byteBuffer.limit());//371
15                 byteBuffer.flip();//limit到当前位置  pos到0
16                 decoder.decode(byteBuffer, charBuffer, true);//将读取到的字节按照指定方式进行解码,写入到字符缓冲区中
17                 logger.debug("CharBuffer limit:"+charBuffer.limit());//371
18                 charBuffer.flip();
19                 System.out.print(charBuffer);
20 
21                 byteBuffer.clear();
22                 charBuffer.clear();
23             }
24         } catch (IOException e) {
25             logger.error(e.getMessage(), e);
26         }
27     }




 


用到了如下知识


　　1、Path表示路径


　　2、使用CharserDecoder进行解码


　　3、ByteBuffer到CharBuffer之间使用解码器进行转换


　　4、使用TWR实现资源的安全关闭


　　5、缓冲区的flip与clear操作


 


demo02：使用通道实现文件的写入




 1     /**
 2      * 打开并写数据
 3      *
 4      * @throws IOException
 5      */
 6     public void openAndWrite() throws IOException {
 7         Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
 8         CharsetEncoder encoder = charset.newEncoder();
 9         //已有的File流,一般也提供了 getChannel 方法,用于获取 FileChannel 实例
10         try (FileChannel fileChannel = FileChannel.open(Paths.get("/Users/sherry/WorkPath/Git/LinkTest/zln-learning/testDir/fileChannel.txt")
11                 , StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.TRUNCATE_EXISTING, StandardOpenOption.WRITE)) {
12             ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024 * 4);
13             CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate(1024 * 4);
14             for (int i = 0; i < 100; i++) {
15                 String writeStr = "张柳宁 - " + UUID.randomUUID().toString() + System.lineSeparator();//待写入的数据
16                 charBuffer.put(writeStr);
17                 charBuffer.flip();
18                 encoder.encode(charBuffer, byteBuffer, true);
19                 byteBuffer.flip();
20                 fileChannel.write(byteBuffer);
21                 byteBuffer.clear();
22                 charBuffer.clear();
23             }
24 
25         }
26     }




 


 


 


    

  • 缓冲区 
    • 



缓冲区根据缓存的内容不同，可以分为如下几类




ByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer


FloatBuffer


IntBuffer
LongBuffer 



ShortBuffer 


MappedBytesBuffer  - 用于映射内存与文件


 








Buffer本质是就是一块内存区，可以用来读写数据，这块内存被NIO包装起来，对外提供了一系列便于开发的接口


 


先来说说Buffer的共性


1、capacity，所有的缓冲区都有一个初始大小，它代表了这块缓冲区的容量，不可改变


2、limit，读写操作允许的最大位置。刚开始创建的时候，limit等于capacity


3、position，当前读写位置。初始化时为0.一旦写数据，写一个就往后移动一个单元，最大值为capacity-1


Buffer提供的很多方式都是在对以上三个属性进行操作


举例：


　　读缓冲区前：调用flip，limit设为当前的position，position设为0.这样在读取的时候才能将有效数据全部读取出来


　　读缓冲区后：如果全部读完了，调用clear，对Buffer重新初始化，compact 方法会将已经读取到的数据清除出缓冲区，未读取的数据通通往前移


　　重复读取：rewind，将position设为0，limit保持不变


其他操作


　　mark，记录当前position


　　reset，恢复到mark时候的position


 


其他方法详见API


 


关于limit，Buffer在读和写的时候含义有所区别，见下图


技术分享


 


 






 






 










 






 


 


 




通道和缓冲区






























        

            
                
                  
                
                

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