Java NIO -- FileChannel

最新推荐文章于 2025-08-16 17:58:04 发布

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本文详细介绍了 Java NIO 中 FileChannel 类的基本使用，包括如何创建、读取和写入文件，以及 Buffer 和 Channel 的核心概念。示例代码展示了如何在 Windows OS 和 JavaSE7 上使用 FileChannel 进行文件操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

源文出处：http://examples.javacodegeeks.com/core-java/nio/filechannel/java-nio-channels-filechannel-example/

本文主要介绍FileChannel类和它的简单使用（使用FileChannel读写文件）。该类作为Java NIO（New IO）File API的一部分，从Java1.4开始支持。
注意：本文中的范例代码编译并运行在Windows OS 和 Java SE 7上。

1. 介绍

NIO使得Java程序员不需要写过多的Code就可以实现高性能的I/O。NIO把最消耗性能的操作（例如：filling 和 draining buffers)交给了操作系统，因此在JavaSE5, 6, 7版本上 NIO（和IO）的性能有了提高。
Buffer和Channel是NIO的主要概念。

2. Buffers and Channels

Buffer提供了一套可以存储固定数量原始数据元素的内存容器。在NIO中，所有的数据都是用Buffer处理。读数据时，把数据直接读入Buffer。写数据时，同样也把数据写入Buffer。Buffer搭配Channel一起使用。Channel是I/O传输发生的入口，Buffer是数据传输的源头或是目的地。

3. 使用FileChannel读写文件

 Filechannel是阻塞的读写管道. 它可以用于读，写，mapping和manipulating 一个文件. FileChannel 对象是线程安全的。一个FileChannel 实例可以通过RandomAccessFile, FileInputStream或 FileOutputStream类中的getChannel()方法得到，或是通过FileChannel的静态open()方法获取。本文会介绍这两种获取FileChannel 对象的方法。

4. 读文件

 这个例子介绍了使用FileChannel读一个文件进入Buffer并打印Buffer内容。

4.1. 输入文件

一个文本文件，内容：1234567890

4.2.创建FileChannel对象

FileChannel类中的静态方法open()用于创建一个管道。该方法打开一个文件，返回一个可以访问指定文件的FileChannel对象。

    Path path = Paths.get("readfile.txt");
    FileChannel fileChannel = FileChannel.open(path);

4.3. 创建一个Buffer

使用ByteBuffer的allocate()静态方法创建一个ByteBuffer 对象。这个像Buffer的位置是0，它的limit是它的容量，它的元素将被初始化为0。在本例中，初始化的容量为6.

   ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(6);

4.4. 从管道中读入Buffer

FileChannel的read()方法读一组字节进入所给的Buffer。该方法返回所读字节的数量，如果管道已经到了流的末尾返回-1.

    int noOfBytesRead = fileChannel.read(buffer);

从管道的当前位置（初始值为0)读取字节，根据实际读取的字节数更新文件的位置（例如：在读完一次后位置为6）。管道的position()方法返回当前的位置。ByteBuffer 也有一个position()方法。初始值为0。读完一次后，该值为6。ByteBuffer 的flip()方法是的ByteBuffer 可以为get操作准备好数据序列：它设置limit为当前的position（在本例中为6）然后设置position为0.

    buffer.flip();

4.5. 打印Buffer中的数据

    while (buffer.hasRemaining()) {
       System.out.print((char) buffer.get());
    }

ByteBuffer 的clear()方法可以为channel-read操作准备好数据序列，它设置limit为capacity（6）并设置position为0.

    buffer.clear();

4.6. 关闭管道

FileChannel的close()方法可以关闭管道。
异常:
在这个例子中, FileChannel的open(), close(), position() 和read() 方法抛 IOException

下面是完整的代码：

import java.io.file.Paths;
import java.nio.file.Path;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.io.FileReader;
import java.io.BufferedReader;

public class FileChannelRead {
    public static void main (String [] args)
            throws Exception {

        new FileChannelRead().readFile();
    }
    private void readFile()
            throws IOException {

        String filePath = "readfile.txt";
        printFileContents(filePath);
        Path path = Paths.get(filePath);

        FileChannel fileChannel =  FileChannel.open(path);
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(6);
        int noOfBytesRead = fileChannel.read(buffer);

        while (noOfBytesRead != -1) {
            System.out.println("Number of bytes read: " + noOfBytesRead);
            buffer.flip();
            System.out.print("Buffer contents: ");

            while (buffer.hasRemaining()) {
                System.out.print((char) buffer.get());                    
            }

            System.out.println(" ");
            buffer.clear();
            noOfBytesRead = fileChannel.read(buffer);
        }
        fileChannel.close();
    }
    private void printFileContents(String path)
            throws IOException {

        FileReader fr = new FileReader(path);
        BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
        String textRead = br.readLine();
        System.out.println("File contents: ");

        while (textRead != null) {
            System.out.println("     " + textRead);
            textRead = br.readLine();
         }
         fr.close();
         br.close();
    }
}

输出是：

File contents: 1234567890
Number of bytes read: 6
Buffer contents: 123456
Number of bytes read: 4
Buffer contents: 7890

输出:
文件内容: 1234567890;
读取的字数数量: 6, 缓冲内容: 123456. 这个第一次读。前6个字节从管道读入缓冲，缓冲中的内容是 123456。
注意: 这个点缓冲和管道的位置是6。缓冲的flip()的方法把位置改为0。然后读取的字节数量为4，缓冲内容为7890。这是第二次的读取，也是最后一次。有四个字数被读取并打印。
注意: 现在管道的位置为 10，缓冲的位置为 4

5. 写文件

这个例子给出了通过管道从缓存中读数据并写文件的步骤，最后打印文件的内容。

5.1. 输入

输入是一个字符串。这个字符串被转换成字节数组，然后赋给buffer。

    String input = "file channel example";
    byte [] inputBytes = input.getBytes();

5.2. 创建buffer:

FileChannel的wrap()静态方法可以把自己数组放入一个buffer。这个新的buffer的capacity和limit是数组的长度，它的初始position是0.

   ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(inputBytes);

5.3. 创建管道:

FileOutputStream的getChannel()方法可以创建管道。这个方法返回一个连着这个文件的管道。

   String filePath = "writefile.txt";
   FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filePath);
   FileChannel fileChannel = fos.getChannel();

注意：这个例子中，开始文件并不存在。上面的代码块会创建它。

5.4. 把Buffer中的数据写入管道连接的文件

FileChannel的write() 方法可以把buffer中的字节数组写入这个管道。从管道中当前文件的位置开始写入字节（这里position为0）。

   int noOfBytesWritten = fileChannel.write(buffer);

5.5. 关闭管道:

关闭文件管道和文件输出流：

    fileChannel.close();
    fos.close();

5.6. 打印文件内容:

打印文件内容到终端输出。

异常:
FileOutputStream的构造方法抛 FileNotFoundException.
FileChannel的 write(), close()方法和FileOutputStream的 close() 方法抛IOException.
下面是使用管道写文件的完整代码块：

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.io.FileReader;
import java.io.BufferedReader;

public class FileChannelWrite {
    public static void main (String [] args)
            throws Exception {

        new FileChannelWrite().writeFile();
    }
    private void writeFile()
            throws IOException {

        String input = "file channel example";
        System.out.print("Input string: " + input);

        byte [] inputBytes = input.getBytes();
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(inputBytes);

        String filePath = "writefile.txt";
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filePath);
        FileChannel fileChannel = fos.getChannel();
        fileChannel.write(buffer);
        fileChannel.close();
        fos.close();

        printFileContents(filePath);
    }
    private void printFileContents(String path)
            throws IOException {

        FileReader fr = new FileReader(path);
        BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
        String textRead = br.readLine();
        System.out.println("File contents: ");

        while (textRead != null) {

            System.out.println("     " + textRead);
            textRead = br.readLine();
        }
        fr.close();
        br.close();
    }
}