Channel基本使用——FileChannel类和内存映射的使用

Channel

基本上，所有的 IO 在NIO 中都从一个Channel 开始。Channel 有点象流。 数据可以从Channel读到Buffer中，也可以从Buffer 写到Channel中。这里有个图示：

JAVA NIO中的一些主要Channel的实现：

• FileChannel
• DatagramChannel
• SocketChannel
• ServerSocketChannel

其中后三个主要用于网络编程，第一个是对文件的操作。

FileChannel类

Java NIO中的FileChannel是一个连接到文件的通道。可以通过文件通道读写文件。
FileChannel无法设置为非阻塞模式，它总是运行在阻塞模式下。

一、创建FileChannel

主要有两种创建方式：
第一种：使用一个InputStream、OutputStream或RandomAccessFile来获取一个FileChannel实例。
第二种：JDK1.7之后才能使用, FileChannel.open()方法。

//InputStream、OutputStream或RandomAccessFile，创建FileChannel
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("D:\\Java\\gp.txt", "r");
FileChannel channel = raf.getChannel();

FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\Java\\gp.txt");
FileChannel channel1 = fis.getChannel();

FileChannel channel2 = new FileOutputStream("D:\\Java\\gp.txt").getChannel();

//FileChannel.open()方法创建Channel
//Paths.get()获取路径，StandardOpenOption.READ表示读的模式
FileChannel readChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:\\Java\\gp.jpg"), StandardOpenOption.READ);

//CREATE，如果文件存在就不创建，不存在就创建
FileChannel writeChanne1 = FileChannel.open(Paths.get("D:\\Java\\gp.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);

//APPEND表示追加写入
FileChannel fileChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:\\Java\\gp.txt"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.APPEND);

二、从FileChannel读取数据

//读取数据，但是隐含“写”的过程，另外如果读到流的结尾，可能返回0或-1，
int read(ByteBuffer dst);
long read(ByteBuffer[] dsts);
long read(ByteBuffer[] dsts, int offset, int length);
long read(ByteBuffer dst, long position);
long size(); 

读取的方式是将硬盘的数据读出来，然后放到（写入put）缓冲区，所以隐含写的过程，最后要从缓冲区读取数据，这时候必须 Flip() 转读取模式。

public class FileChannleDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建RandomAccessFile
        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("D:\\Java\\gp4.txt", "r");
        //创建管道
        FileChannel channel = raf.getChannel();
        //读取
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        /**
         * 该方法将硬盘的数据读出来，然后放到缓冲区
         * 隐含写的过程
         * 然后变成读模式，把数据取出
         */
        while (channel.read(buf) > 0) {
            buf.flip();
            System.out.println(new String(buf.array(), 0, buf.limit()));
            buf.clear();
        }
        channel.close();
        raf.close();
    }
}

三、向FileChannel写数据

使用FileChannel.write()方法向FileChannel写数据，该方法的参数是一个Buffer。

注意：fileChannel.write()是在while循环中调用的。因为无法保证write()方法一次能向fileChannel写完所有字节，因此需要重复调用write()方法，直到Buffer中已经没有尚未写入通道的字节。

public class FileChannelWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileChannel fileChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:\\Java\\Demo.txt"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.APPEND);
        //写入
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            buffer.put("\r\n好好学习".getBytes());
            buffer.flip();
            fileChannel.write(buffer);
            buffer.clear();
        }
        fileChannel.close();
    }
}

复制

public class FileChannelCopy {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    	//读取通道
        FileChannel readChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:\\Java\\gp.jpg"), StandardOpenOption.READ);
        //写入通道
        FileChannel writeChanne1 = FileChannel.open(Paths.get("D:\\Java\\gp2.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);

        //读取写入
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        while (readChannel.read(buffer) > 0) {
            buffer.flip();
            writeChanne1.write(buffer);
            buffer.clear();
        }
        readChannel.close();
        writeChanne1.close();
    }
}

四、使用内存映射文件复制大文件

内存映射文件属于直接缓冲区，直接在内存开辟空间，如果文件超过2G,需要分多个文件映射，速度快。

文件整体复制

/**
* 2G以下文件的整体复制
*/
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileChannel readChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:\\Java\\blog.wmv"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel writeChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:\\Java\\Blog\\shipin.wmv"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
		//读取通道获取内存映射map
		//第一个参数是模式，由FileChannel静态方法调用，再调用只读模式
		//后面参数是文件的读取起始位置和文件的大小
        MappedByteBuffer map = readChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, readChannel.size());
        
        writeChannel.write(map);
        readChannel.close();
        writeChannel.close();

        System.out.println("复制完毕");
    }
}

大文件拆分复制
其实就是更改文件读取的起始位置和文件的大小，注意，最后的参数是【文件大小】，而不是文件的末尾，计算要准确。

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileChannel readChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:\\Java\\Blog\\shipin.wmv"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel writeChannel = FileChannel.open(Paths.get("D:\\Java\\Blog\\shipin2.wmv"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);

        MappedByteBuffer map1 = readChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, 1024 * 1024 * 40);
        MappedByteBuffer map2 = readChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 1024 * 1024 * 40, 1024 * 1024 * 40);
        MappedByteBuffer map3 = readChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 1024 * 1024 * 80, readChannel.size() - 1024 * 1024 * 80);
        writeChannel.write(map1);
        writeChannel.write(map2);
        writeChannel.write(map3);

        readChannel.close();
        writeChannel.close();

        System.out.println("复制完毕");
    }
}