Netty专栏（3）--快来了解一下Java NIO的Channel

雷哥不爱写代码
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常用的Channel有哪些？

（1）FileChannel文件通道，用于文件的数据读写； （2）SocketChannel套接字通道，用于Socket套接字TCP连接的数据读写； （3）ServerSocketChannel服务器套接字通道（或服务器监听通道），允许我们监听TCP 连接请求，为每个监听到的请求，创建一个SocketChannel套接字通道； （4）DatagramChannel数据报通道，用于UDP协议的数据读写。

FileChannel：文件通道，用于文件的数据读写。通过以下方式获取FileChannel对象： 通过FileChannel可以读写文件的内容，例如：

RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("file.txt", "rw");
FileChannel channel = file.getChannel();

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int bytesRead = channel.read(buffer);
while (bytesRead != -1) {
    buffer.flip();
    while (buffer.hasRemaining()) {
        System.out.print((char) buffer.get());
    }
    buffer.clear();
    bytesRead = channel.read(buffer);
}

下面使用FileChannel实现了文件复制的功能

public static void main(String[] args) {
    try {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("input.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt");
        FileChannel channelIn = fis.getChannel();
        FileChannel channelOut = fos.getChannel();
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        while (channelIn.read(buffer) != -1) {
            buffer.flip();
            channelOut.write(buffer);
            buffer.clear();
        }
        fis.close();
        fos.close();
        channelIn.close();
        channelOut.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

实现文件的复制：

  1. 创建一个 FileInputStream 对象和一个 FileOutputStream 对象，分别通过这两个对象获取对应的 FileChannel 对象。
  2. 创建一个 ByteBuffer 对象，从 FileInputStream 的 FileChannel 中读取数据，并将数据写入 ByteBuffer 中。
  3. 使用 flip() 方法翻转 ByteBuffer，将 ByteBuffer 从写模式切换到读模式。
  4. 使用 write() 方法从 FileOutputStream 的 FileChannel 中将数据写入文件。
  5. 重复步骤 2-4，直到读取完整个文件。
  6. 关闭打开的文件和通道。
  7. 捕获并处理可能出现的异常。

除了FileChannel的通道操作外，还需要注意代码执行过程中隐藏的ByteBuffer的模式切 换。由于新建的ByteBuffer是写入模式，才可作为inChannel.read（ByteBuffer）方法的参数， inChannel.read（…）方法将从通道inChannel读到的数据写入到ByteBuffer。然后，需要调用 缓冲区的flip方法，将ByteBuffer从写入模式切换成读取模式，才能作为outchannel.write （ByteBuffer）方法的参数，以便从ByteBuffer读取数据，最终写入到outchannel输出通道。

SocketChannel：套接字通道，用于Socket套接字TCP连接的数据读写。通过以下方式获取SocketChannel对象： 通过SocketChannel可以进行TCP连接，例如：

SocketChannel channel = SocketChannel.open();
channel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8080));

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
buffer.put("Hello, Server.".getBytes());
buffer.flip();
channel.write(buffer);

ServerSocketChannel：服务器套接字通道（或服务器监听通道），允许我们监听TCP连接请求，为每个监听到的请求，创建一个SocketChannel套接字通道。通过以下方式获取ServerSocketChannel对象： 通过ServerSocketChannel可以监听TCP连接请求，例如：

ServerSocketChannel channel = ServerSocketChannel.open();
channel.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));

while (true) {
    SocketChannel client = serverSocketChannel.accept();
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    int bytesRead = client.read(buffer);
    while (bytesRead != -1) {
        buffer.flip();
        while (buffer.hasRemaining()) {
            System.out.print((char) buffer.get());
        }
        buffer.clear();
        bytesRead = client.read(buffer);
    }
}

使用SocketChannel发送文件的实践案例

这段代码实现了将本地的一个文件通过SocketChannel传输到指定的主机和端口。其中，使用了FileChannel的transferTo方法，该方法可以将文件从FileChannel传输到SocketChannel中。

需要注意的是，在传输文件之前需要先获取文件的大小和文件通道，传输过程中需要记录已经传输的大小，并在传输完成后关闭通道。

下面是一个将本地文件通过SocketChannel传输到指定主机和端口的实现。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
    socketChannel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8080));
    socketChannel.configureBlocking(true);
    String filePath = "D:\\\\file.txt";
    File file = new File(filePath);
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    FileChannel fileChannel = fis.getChannel();
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    int bytesRead = 0;
    long transferSize = 0;
    long fileSize = file.length();
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    while ((bytesRead = fileChannel.read(buffer)) != -1) {
        buffer.flip();
        while (buffer.hasRemaining()) {
            transferSize += socketChannel.write(buffer);
        }
        buffer.clear();
    }
    fileChannel.close();
    fis.close();
    socketChannel.close();
    long endTime = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("Time used：" + (endTime - startTime) + "ms");
}

这段代码使用了FileInputStream和FileChannel来读取本地文件，并使用SocketChannel将读取到的数据传输到指定的主机和端口。需要注意的是，这里使用了一个循环来不断读取文件并将数据写入SocketChannel，直到文件全部传输完成。

DatagramChannel：数据报通道，用于UDP协议的数据读写。通过以下方式通过DatagramChannel对象，通过DatagramChannel可以进行UDP数据传输，例如：

DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap("Hello, Server.".getBytes());
channel.send(buffer, new InetSocketAddress("localhost", 8080));
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