外部归并排序（1）——通道映射方法的文件读写

1、核心类

映射方式读取文件涉及的核心类：java.nio.channels.FileChannel。该类通过 FileInputStream 实例的 getChannel 方法所获得的通道将允许进行读取操作；通过 FileOutputStream 实例的 getChannel 方法所获得的通道将允许进行写入操作。

对于该类的其他详细解释，可参见JDK_API_1_6_zh_CN.CHM的FileChannel类。

2、输入流InputChannelImpl

该类构造函数有两个参数：输入文件，读取输入文件的byte模板的大小（即一次读取多长的字符）。

该类提供三个方法：打开一个文件来读取（open()）、读取下一节数据（read_next()）和判断文件是否读完（end_of_stream()）。

源代码如下：

package com.emms.raw.channel.impl;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.ClosedChannelException;
import java.nio.channels.FileChannel;

import org.apache.log4j.Logger;

/**
 * 通过映射方式读取文件。
 * @author Administrator
 *
 */
public class InputChannelImpl
{
	/**
	 * 打印日志对象。
	 */
	Logger logger = Logger.getLogger(InputChannelImpl.class);
	
	/**
	 * 文件输入流。
	 */
	private FileInputStream fileInputStream;
	
	/**
	 * 输入流对于的文件通道。
	 */
	private FileChannel fileChannel;
	
	/**
	 * 作为映射模板的字节缓冲区。
	 */
	private ByteBuffer byteBuffer;
	
	/**
	 * 
	 */
	private int byteBufferSize;
	
	/**
	 * 用户输入的文件。
	 */
	private File file;
	
	/**
	 * 从文件中读取的映射模板大小的字节数组。
	 */
	private byte[] bytelist;
	
	/**
	 * 是否读取完毕。
	 */
	private boolean isEnd = true;
	
	/**
	 * 对应文件的输入流。
	 * @param file 输入文件。
	 * @param size 读取输入文件的byte模板的大小，即一次读取多长的字符。
	 */
	public InputChannelImpl(File file,int size)
	{
		this.file = file;
		this.byteBufferSize = size;
	}
	
	/**
	 * 打开一个文件来读取.
	 */
	public void open()
	{
		try 
		{
			fileInputStream = new FileInputStream(this.file);
		}
		catch (FileNotFoundException e)
		{
			logger.error("Open File : " + file.getPath() + " failed",e);
		}
		
		fileChannel = fileInputStream.getChannel();
		logger.info("Open File : " + file.getPath() + " success");
	}

	/**
	 * 读取下一个.
	 */
	public byte[] read_next() 
	{
		if(fileChannel.isOpen())
		{
			byteBuffer = ByteBuffer.allocate(byteBufferSize);
			
			try
			{
				fileChannel.read(byteBuffer);
			}
			catch (IOException e)
			{
				logger.error("Read data failed, because : IOException",e);
			}
			bytelist = byteBuffer.array();
		}
		
		logger.info("Return bytelist length: " + bytelist.length 
				+ ". Read from " + file.getPath());
		return bytelist;
	}

	/**
	 * 当一个判断return true时，说明到达流的末尾.
	 * @return
	 */
	public boolean end_of_stream()
	{
		
		try
		{
			if(fileChannel.position() < fileChannel.size())
			{
				isEnd = false;
			}
			else
			{
				isEnd = true;
				close();
			}
			
		}
		catch (ClosedChannelException e)
		{
			logger.info("The fileChannel is Closed");
		}
		catch (IOException e)
		{
			logger.error("Get fileChannel position failed, because : IOException",e);
		}
		
		logger.info("Return isEnd : " + isEnd + ". Read from " + file.getPath());
		return isEnd;
	}
	
	/**
	 * 关闭输入流和读取数据的通道。
	 */
	private void close()
	{
		if(fileChannel != null)
		{
			try
			{
				fileChannel.close();
			}
			catch (IOException e) 
			{
				logger.error("Close fileChannel failed, because : IOException",e);
			}
		}
		
		if(fileInputStream != null)
		{
			try
			{
				fileInputStream.close();
			}
			catch (IOException e) 
			{
				logger.error("Close fileInputStream failed, because : IOException",e);
			}
		}
	}

}

3、输出流OutputChannelImpl
 
 

  
  
该类构造函数有一个参数：需要创建的文件路径字符串，文件路径字符串的合法性需要调用者校验。
  
  
该类提供三个方法：创建一个新文件（create()）、在流中写入一个元素（write()）和关闭一个流（close()）。
  
  
源代码如下：
  
  
package com.emms.raw.channel.impl;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

import org.apache.log4j.Logger;

/**
 * 通过映射方式输出文件。
 * @author Administrator
 *
 */
public class OutputChannelImpl
{
	/**
	 * 打印日志对象。
	 */
	Logger logger = Logger.getLogger(OutputChannelImpl.class);
	
	/**
	 * 需要创建的文件路径。
	 */
	private String filePath;
	
	/**
	 * 通过文件路径，创建的文件。
	 */
	private File file;
	
	/**
	 * 输出流。
	 */
	private FileOutputStream fileOutputStream;
	
	/**
	 * 输出流对于的文件通道。
	 */
	private FileChannel fileChannel;
	
	/**
	 * 作为映射模板的字节缓冲区。
	 */
	private ByteBuffer byteBuffer;
	
	/**
	 * 构造方法，必须设置所需创建的文件路径。
	 * @param filePath
	 */
	public OutputChannelImpl(String filePath)
	{
		this.filePath = filePath;
	}
	
	/**
	 * 创建一个新文件.
	 */
	public void create()
	{
		file = new File(this.filePath);
		try
		{
			fileOutputStream = new FileOutputStream(file);
		}
		catch (FileNotFoundException e)
		{
			logger.error("Create File : " + this.filePath + " failed",e);
		}
		
		fileChannel = fileOutputStream.getChannel();
		logger.info("Create File : " + this.filePath + " success");
	}

	/**
	 * 在流中写入一个元素.
	 * @param byteList
	 */
	public void write(byte[] byteList) 
	{
		if(fileChannel.isOpen())
		{
			byteBuffer = ByteBuffer.wrap(byteList);
			try
			{
				fileChannel.write(byteBuffer);
			}
			catch (IOException e)
			{
				logger.error("Write byteList length : " + byteList.length + ". to " 
						+ this.filePath + " failed, because : IOException",e);
			}
			logger.info("Write byteList length : " + byteList.length + ". to " 
					+ this.filePath + " success");
		}
		else
		{
			logger.info("FileChannel is not opened");
		}
	}

	/**
	 * 关闭一个流.
	 */
	public void close()
	{
		if(fileChannel != null)
		{
			try
			{
				fileChannel.close();
			}
			catch (IOException e) 
			{
				logger.error("Close fileChannel failed, because : IOException",e);
			}
		}
		
		if(fileOutputStream != null)
		{
			try
			{
				fileOutputStream.close();
			}
			catch (IOException e) 
			{
				logger.error("Close fileOutputStream failed, because : IOException",e);
			}
		}
		
	}
	
}