Java NIO 學習筆記（六）----非同步檔案通道 AsynchronousFileChannel
AsynchronousFileChannel 非同步檔案通道
在 Java 7 中，AsynchronousFileChannel 已新增到 Java IO/">NIO 中，它可以非同步讀取資料並將資料寫入檔案。先說明，非同步和阻塞/非阻塞沒有關係，下面簡單介紹一下相關概念：
- 阻塞是程序發起任務請求然後一直等到任務完成，再把任務結果返回。
- 非阻塞是發起任務請求之後就馬上返回去做別的事，然後再時不時主動檢視任務請求是否被完成。（輪詢）
- 同步是如果完成任務時，遇到一個耗時操作，需要等操作返回，才能繼續執行剩下的操作。
- 非同步是如果完成任務時，遇到一個耗時操作，不等完成，而是去做其他事情，也不主動檢視是否完成，而是由耗時操作完成的通知再回來繼續執行，常見的例子就是 Ajax 。
一般非同步都是和非阻塞組合使用的。
建立 AsynchronousFileChannel
通過其靜態方法 open() 建立 AsynchronousFileChannel ，下面是一個示例：
Path path = Paths.get("D:\\test\\input.txt"); AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ); // 作為對比，普通的 FileChannel 是這樣開啟的： RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("D:\\test\\input.txt", "rw"); FileChannel inChannel = aFile.getChannel();
open() 方法的第一個引數是指向 AsynchronousFileChannel 要關聯的檔案的 Path 例項。第二個引數是可選的，可以是一個或多個開啟選項，這些選項告訴 AsynchronousFileChannel 在底層檔案上執行什麼操作。在這個例子中，我們使用了 StandardOpenOption.READ，這意味著該檔案將被開啟以供閱讀。
讀取資料
可以通過兩種方式從 AsynchronousFileChannel 讀取資料，都是呼叫 read() 方法之一完成的。
Future<Integer> read(ByteBuffer dst, long position); <A> void read(ByteBuffer dst, long position, A attachment, CompletionHandler<Integer,? super A> handler);
通過 Future 讀取資料
Future 是 Java 多執行緒方面的內容，後面我會再繼續學習多執行緒的知識，這裡先稍微瞭解，帶過。
首先這個 Futrue 類有什麼用？我們知道多執行緒程式設計的時候，一般使用 Runable ，重寫 run() 方法，然後呼叫執行緒物件的 start() 方法，重點就在 run() 方法的返回值是 void ，那如果我們需要執行緒執行完成後返回結果怎麼辦，Future 就可以解決這個問題。
從 AsynchronousFileChannel 讀取資料的第一種方法是呼叫 read() 方法，該方法返回 Future ：
Future<Integer> operation = fileChannel.read(buffer, 0);
此版本的 read() 方法將 ByteBuffer 作為第一個引數。 從 AsynchronousFileChannel 讀取的資料被讀入此 ByteBuffer ，第二個引數指定檔案中要開始讀取的位元組位置。
即使讀取操作尚未完成，read() 方法也會立即返回，可以通過呼叫 read() 方法返回的 Future 例項的 isDone() 方法來檢查讀取操作何時完成。這是一個示例：
Path path = Paths.get("D:\\test\\input.txt");
AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
long position = 0;
Future<Integer> operation = channel.read(buffer, position);
while (!operation.isDone()) ;
buffer.flip();
System.out.println(new String(buffer.array()));
此示例建立一個 AsynchronousFileChannel ，然後建立一個 ByteBuffer ，它作為引數傳遞給 read() 方法，並且位置為 0 ，在呼叫 read() 之後，迴圈呼叫 Future 的 isDone() 方法直到返回 true。 當然，這不是一個非常有效的 CPU 使用，但是這裡需要等待讀取操作完成。讀取操作完成後，將資料讀入 ByteBuffer 並輸出。
通過 CompletionHandler 讀取資料
從 AsynchronousFileChannel 讀取資料的第二種方法是呼叫以 CompletionHandler 作為引數的 read() 方法版本，其第二個引數 position 可指定從什麼位置開始讀取。 以下是呼叫此 read() 方法的示例：
Path path = Paths.get("D:\\test\\input.txt");
AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(path);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
channel.read(buffer, 0, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() {
@Override
public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {
System.out.println("result: " + result);
attachment.flip();
System.out.println(new String(attachment.array()));
attachment.clear();
}
@Override
public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {
System.out.println("failed");
}
});
一旦讀取操作完成，將呼叫 CompletionHandler 的 completed() 方法，completed() 方法的第一個引數是 Integer 型別，表示讀取了多少位元組，attachment 對應 read() 方法的第三個引數。 在這個例子中也是 ByteBuffer，資料也被讀入其中。 可以自由選擇要附加的物件。如果讀取操作失敗，則將呼叫 CompletionHandler 的 failed() 方法。
寫入資料
和讀取資料類似，也可以通過 AsynchronousFileChannel 物件的 2 種方法寫入資料：
Future<Integer> write(ByteBuffer src, long position); <A> void write(ByteBuffer src, long position, A attachment, CompletionHandler<Integer,? super A> handler);
具體的操作請參考讀取資料，這裡不展開了。