java nio 通道(一)

最新推荐文章于 2025-04-21 00:31:57 发布
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分类专栏： java nio 文章标签： javanio 通道
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/startupmount/article/details/38357237
本文介绍了Java NIO中的通道概念及其应用场景，包括如何通过不同方式打开FileChannel、SocketChannel等，并探讨了矢量I/O（Scatter/Gather）的工作原理及其实现方式。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

本文章来自于本人个人博客：java nio 通道(一)

通道用于在字节缓冲区和位于通道另一侧的实体(通常是一个文件或套接字)之间有效的传输数据。

在学习channel以前，先来观察一下channel的家族吧：


一，打开通道

    通道分为File I/O和Stream I/O，对应的类分别为FileChannel和 SocketChannel,ServerSocketChannel, DatagramChannel。通道可以用多种方式创建，但是一个FileChannel对象却只能通过在一个打开的RandomAccessFile,FileInputStream和FileOutputStream对象上调用getChannel()方法来获取。

SocketChannel sc = SocketChannel.open();
sc.connect(new InetSocketAddress("localhost",port));
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
ssc.socket().bind(new InetSocketAddress("localhost",port));
DatagramChannel dc = Datagram.open();
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("filepath","r");
FileChannel fc = raf.getChannel();

在使用IO流创建文件通道时，如果RandomAccessFile创建的时候是只读，则通道也是只读，如果设置的是写或者读写模式，则可修改数据。因此，通过FileChannel得到的ByteBuffer也将随着只读而只读，读写而读写。

二，矢量I/O

    矢量I/O即Scatter/Gather，scatter的功能是将一个大缓冲区的数据一次性读入几个小的缓冲区中，而gather的功能是将几个小缓冲区的数据一次性读入一个大的缓冲区中，然后沿着通道发送出去。Scatter/Gather应该使用直接的ByteBuffer以从本地I/O获取最大性能优势。

ByteBuffer header = ByteBuffer.allocateDirect(10);
ByteBuffer body = ByteBuffer.allocateDirect(80);
ByteBuffer[] buffers = {header, body};
int bytesRead = channel.read(buffers);

here is a simple example:

通道用于在字节缓冲区和位于通道另一侧的实体(通常是一个文件或套接字)之间有效的传输数据。
在学习channel以前，先来观察一下channel的家族吧：


一，打开通道
    通道分为File I/O和Stream I/O，对应的类分别为FileChannel和 SocketChannel,ServerSocketChannel, DatagramChannel。通道可以用多种方式创建，但是一个FileChannel对象却只能通过在一个打开的RandomAccessFile,FileInputStream和FileOutputStream对象上调用getChannel()方法来获取。
SocketChannel sc = SocketChannel.open();
sc.connect(new InetSocketAddress("localhost",port));
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
ssc.socket().bind(new InetSocketAddress("localhost",port));
DatagramChannel dc = Datagram.open();
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("filepath","r");
FileChannel fc = raf.getChannel();

在使用IO流创建文件通道时，如果RandomAccessFile创建的时候是只读，则通道也是只读，如果设置的是写或者读写模式，则可修改数据。因此，通过FileChannel得到的ByteBuffer也将随着只读而只读，读写而读写。

二，矢量I/O

    矢量I/O即Scatter/Gather，scatter的功能是将一个大缓冲区的数据一次性读入几个小的缓冲区中，而gather的功能是将几个小缓冲区的数据一次性读入一个大的缓冲区中，然后沿着通道发送出去。Scatter/Gather应该使用直接的ByteBuffer以从本地I/O获取最大性能优势。

ByteBuffer header = ByteBuffer.allocateDirect(10);
ByteBuffer body = ByteBuffer.allocateDirect(80);
ByteBuffer[] buffers = {header, body};
int bytesRead = channel.read(buffers);

here is a simple example:

package com;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.GatheringByteChannel;
import java.nio.channels.ScatteringByteChannel;

public class TestByteOrder {

    /**
     * 功能:
     * 作者: jiangfuqiang
     * 创建日期:2014-8-3
     * 修改者: mender
     * 修改日期: modifydate
     * @param args
     * @throws IOException 
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("/Users/jiang/Desktop/3.txt");
        if(!file.exists()) {
            file.createNewFile();
        }
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
        GatheringByteChannel gbc = fos.getChannel();
        ByteBuffer buffer1 = ByteBuffer.allocateDirect(10);
        buffer1.put((byte)'j');
        buffer1.put((byte)'i');
        buffer1.put((byte)'a');
        buffer1.put((byte)'n');
        buffer1.put((byte)'g');
        buffer1.put((byte)'j');
        buffer1.put((byte)'i');
        buffer1.put((byte)'a');
        buffer1.put((byte)'n');
        buffer1.put((byte)'\n');
        ByteBuffer buffer2 = ByteBuffer.allocateDirect(20);
        buffer2.put((byte)'j');
        buffer2.put((byte)'i');
        buffer2.put((byte)'a');
        buffer2.put((byte)'n');
        buffer2.put((byte)'g');
        buffer2.put((byte)'f');
        buffer2.put((byte)'u');
        buffer2.put((byte)'h');
        buffer2.put((byte)'x');
        buffer2.put((byte)'n');
        buffer2.put((byte)'j');
        buffer2.put((byte)'i');
        buffer2.put((byte)'a');
        buffer2.put((byte)'n');
        buffer2.put((byte)'g');
        buffer2.put((byte)'f');
        buffer2.put((byte)'u');
        buffer2.put((byte)'h');
        buffer2.put((byte)'x');
        buffer2.put((byte)'\n');
        ByteBuffer buffer3 = ByteBuffer.allocateDirect(30);
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
        buffer3.put((byte)'j');
//        buffer3.put((byte)'j');
//        buffer3.put((byte)'j');
        //一定要记得在写入以前调用flip方法
        buffer1.flip();
        buffer2.flip();
        buffer3.flip();
        ByteBuffer[] buffers = {buffer1,buffer2,buffer3};
        while(gbc.write(buffers) > 0) {

        }
        gbc.close();
        
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        ScatteringByteChannel sbc = fis.getChannel();
        ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocateDirect(10);
        ByteBuffer b2 = ByteBuffer.allocateDirect(20);
        ByteBuffer b3 = ByteBuffer.allocateDirect(30);
        ByteBuffer[] bs = {b1,b2,b3};
        sbc.read(bs);
        for(ByteBuffer bb : bs) {
            bb.flip();
            //注意，这个数组的初始化一定要放在flip()方法的后面，不然会将所读取的数据截断
            byte[] data = new byte[bb.remaining()];
            while(bb.hasRemaining()) {
                //System.out.println(bb.get());
                bb.get(data);
                if(data.length > 0) {
                    System.out.print(data.length + " data=" + new String(data));
                }
                data = new byte[bb.remaining()];
            }
            bb.clear();
        }
    }

}

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JavaIO(四)-NIO通道详解
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什么是通道? 通道是访问 I/O 服务的导管。可以在通道上传输“源缓冲区”与“目的缓冲区”要交互的数据，NIO 技术中的数据要放在缓 区中进行管理，再使用通道将缓冲区中的数据传输到目的地,那么Channel就是缓冲区和缓冲区之间的传输管道。 public interface Channel extends Closeable { public boolean isOpen(); public void close() throws IOException; } 最顶层的Channel
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Java NIO，全称为Non-Blocking Input/Output（非阻塞输入/输出），是Java标准库提供的一种替代传统的I/O模型的新技术。自Java 1.4版本引入NIO后，它为Java开发者提供了更高效的数据传输方式，尤其是在处理大量并发...
Java NIO通道之间的数据传输
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在 Java 编程中，I/O 操作是非常重要的一部分。传统的 Java I/O 是阻塞式的，在处理大量并发连接时效率较低。Java NIO（New I/O）的出现为解决这些问题提供了新的思路。本文的目的是深入探讨 Java NIO 通道的阻塞与非阻塞模式，详细分析它们的原理、使用方法以及适用场景。范围涵盖了从核心概念的讲解到实际项目的应用，旨在帮助读者全面理解和掌握这两种模式。本文首先介绍相关背景知识，包括目的、读者和文档结构。接着阐述核心概念，如通道、阻塞和非阻塞模式的定义和联系。
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06-07 299
基于通道，NIO又提供了另一个重要功能，分散（Scatter）和聚集（Gather）。Scatter（分散）：指的是从通道中读取（read）数据分散到多个缓冲区Buffer中，该过程会将每个缓冲区填满，直到通道中无数据或者缓冲区没有空间。Gather（聚集）：指的是将多个缓冲区Buffer聚集起来写入（write）通道的过程，类似于将多个缓冲区的内容链接起来写入通道。代码public interf...
Java NIO通道编程详解
Java NIO提供了一种与传统阻塞I/O不同的I/O操作方式，支持面向缓冲区的（Buffer-oriented）、基于通道的（Channel-based）I/O操作。这种方式可以使用单个（或者较少数量的）线程管理多个网络连接（或者文件），这...
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