四十三、NIO之Channel
Java NIO的通道類似流，但又有些不同：
- 既可以從通道中讀取資料，又可以寫資料到通道。但流的讀寫通常是單向的。
- 通道可以非同步地讀寫。
- 通道中的資料總是要先讀到一個Buffer，或者總是要從一個Buffer中寫入。
正如上面所說，從通道讀取資料到緩衝區，從緩衝區寫入資料到通道。如下圖所示：
Channel的實現
這些是Java NIO中最重要的通道的實現：
- FileChannel
- DatagramChannel
- SocketChannel
- ServerSocketChannel
FileChannel 從檔案中讀寫資料。
DatagramChannel 能通過UDP讀寫網路中的資料。
SocketChannel 能通過TCP讀寫網路中的資料。
ServerSocketChannel可以監聽新進來的TCP連線，像Web伺服器那樣。對每一個新進來的連線都會建立一個SocketChannel。
基本的 Channel 示例
下面是一個使用FileChannel讀取資料到Buffer中的示例：
01 |
RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw"); |
02 |
FileChannel inChannel = aFile.getChannel(); |
03 |
04 |
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48); |
05 |
06 |
int bytesRead = inChannel.read(buf); |
07 |
while (bytesRead != -1) { |
08 |
09 |
System.out.println("Read " + bytesRead); |
10 |
buf.flip(); |
11 |
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while(buf.hasRemaining()){ |
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System.out.print((char) buf.get()); |
14 |
} |
15 |
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buf.clear(); |
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bytesRead = inChannel.read(buf); |
18 |
} |
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aFile.close(); |
注意 buf.flip() 的呼叫，首先讀取資料到Buffer，然後反轉Buffer,接著再從Buffer中讀取資料。下一節會深入講解Buffer的更多細節。
二、SocketChannel
Java NIO中的SocketChannel是一個連線到TCP網路套接字的通道。可以通過以下2種方式建立SocketChannel：
- 開啟一個SocketChannel並連線到網際網路上的某臺伺服器。
- 一個新連線到達ServerSocketChannel時，會建立一個SocketChannel。
開啟 SocketChannel
下面是SocketChannel的開啟方式：
1 |
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(); |
2 |
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://jenkov.com", 80)); |
關閉 SocketChannel
當用完SocketChannel之後呼叫SocketChannel.close()關閉SocketChannel：
1 |
socketChannel.close(); |
從 SocketChannel 讀取資料
要從SocketChannel中讀取資料，呼叫一個read()的方法之一。以下是例子：
1 |
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48); |
2 |
int bytesRead = socketChannel.read(buf); |
首先，分配一個Buffer。從SocketChannel讀取到的資料將會放到這個Buffer中。
然後，呼叫SocketChannel.read()。該方法將資料從SocketChannel 讀到Buffer中。read()方法返回的int值表示讀了多少位元組進Buffer裡。如果返回的是-1，表示已經讀到了流的末尾（連線關閉了）。
寫入 SocketChannel
寫資料到SocketChannel用的是SocketChannel.write()方法，該方法以一個Buffer作為引數。示例如下：
01 |
String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis(); |
02 |
03 |
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48); |
04 |
buf.clear(); |
05 |
buf.put(newData.getBytes()); |
06 |
07 |
buf.flip(); |
08 |
09 |
while(buf.hasRemaining()) { |
10 |
channel.write(buf); |
11 |
} |
注意SocketChannel.write()方法的呼叫是在一個while迴圈中的。Write()方法無法保證能寫多少位元組到SocketChannel。所以，我們重複呼叫write()直到Buffer沒有要寫的位元組為止。
非阻塞模式
可以設定 SocketChannel 為非阻塞模式（non-blocking mode）.設定之後，就可以在非同步模式下呼叫connect(), read() 和write()了。
connect()
如果SocketChannel在非阻塞模式下，此時呼叫connect()，該方法可能在連線建立之前就返回了。為了確定連線是否建立，可以呼叫finishConnect()的方法。像這樣：
1 |
socketChannel.configureBlocking(false); |
2 |
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://jenkov.com", 80)); |
3 |
4 |
while(! socketChannel.finishConnect() ){ |
5 |
//wait, or do something else... |
6 |
} |
write()
非阻塞模式下，write()方法在尚未寫出任何內容時可能就返回了。所以需要在迴圈中呼叫write()。前面已經有例子了，這裡就不贅述了。
read()
非阻塞模式下,read()方法在尚未讀取到任何資料時可能就返回了。所以需要關注它的int返回值，它會告訴你讀取了多少位元組。
非阻塞模式與選擇器
非阻塞模式與選擇器搭配會工作的更好，通過將一或多個SocketChannel註冊到Selector，可以詢問選擇器哪個通道已經準備好了讀取，寫入等。Selector與SocketChannel的搭配使用會在後面詳講。