NIO中Buffer與Channel搭配使用原理

Channel:用於源節點與目標節點之間的連接。在Java NIO中,負責緩衝區中數據傳輸,Channel本身不存儲數據,因此需要配合緩衝區進行傳輸。
在NIO中,使用通道(Channel)基於緩衝區數據塊的讀寫。

Buffer
ByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer...
主要介紹一下ByteBuffer

ByteBuffer繼承於Buffer類,ByteBuffer是個抽象類,它有兩個實現的子類HeapByteBuffer和MappedByteBuffer類
HeapByteBuffer:在堆中創建的緩衝區。就是在jvm中創建的緩衝區。
MappedByteBuffer:直接緩衝區。物理內存中創建緩衝區,而不在堆中創建。

allocate 方法(創建堆緩衝區)

public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
    if (capacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
}
allocate方法創建的緩衝區是創建的HeapByteBuffer實例。
HeapByteBuffer(int cap, int lim) {            // package-private
    super(-1, 0, lim, cap, new byte[cap], 0);
}
從堆緩衝區中看出,所謂堆緩衝區就是在堆內存中創建一個byte[]數組。
allocateDirect創建直接緩衝區
public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {
    return new DirectByteBuffer(capacity);
}
我們發現allocate方法創建的緩衝區是創建的DirectByteBuffer實例。
直接緩衝區是通過java中Unsafe類進行在物理內存中創建緩衝區。

與Channel的配合使用
package com.expgiga.NIO;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;

/**
 * 一、Channel:用於源節點與目標節點之間的連接。在Java NIO中,負責緩衝區中數據傳輸,Channel本身不存儲數據,因此需要配合緩衝區進行傳輸。
 *
 * 二、Channel的實現類:
 *     java.nio.channels.Channel 接口:
 *     |-- FileChannel
 *     |-- SocketChannel
 *     |-- ServerSocketChannel
 *     |-- DatagramChannel
 *
 * 三、獲取通道Channel
 * 1.Java針對支持通道的類提供了getChannel()方法
 *   本地IO
 *   FileInputStream/FileOutputStream
 *   RandomAccessFile
 *
 *   網絡IO:
 *   Socket
 *   ServerSocket
 *   DatagramSocket
 *
 * 2.在jdk1.7中的NIO.2針對各個通道提供了靜態方法open()
 *
 * 3.在jdk1.7中的NIO.2的Files工具類的newByteChannel()
 *
 * 四、通道之間的數據傳輸
 * transferFrom()
 * transferTo()
 *
 */
public class TestChannel {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        /*
         * 1.利用通道完成文件的複製(非直接緩衝區)
         */
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;

        FileChannel inChannel = null;
        FileChannel outChannel = null;

        try {
            fis = new FileInputStream("1.jpg");
            fos = new FileOutputStream("2.jpg");
            //1.獲取通道
            inChannel = fis.getChannel();
            outChannel = fos.getChannel();

            //2.分配指定大小的緩衝區
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

            //3.將通道中的數據緩衝區中
            while (inChannel.read(buffer) != -1) {

                buffer.flip();//切換成都數據模式

                //4.將緩衝區中的數據寫入通道中
                outChannel.write(buffer);
                buffer.clear();//清空緩衝區
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (outChannel != null) {
                try {
                    outChannel.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if (inChannel != null) {
                try {
                    inChannel.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }


        /*
         * 2.利用(直接緩衝區)通道完成文件的複製(內存映射文件的方式)
         */

        long start = System.currentTimeMillis();
        FileChannel inChannel2 = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel outChannel2 = FileChannel.open(Paths.get("3.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);

        //內存映射文件
        MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel2.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
        MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel2.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());

        //直接對緩衝區進行數據讀寫操作
        byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
        inMappedBuf.get(dst);
        outMappedBuf.put(dst);

        inChannel2.close();
        outChannel2.close();

        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗費的時間爲:" + (end - start));

        /*
         * 通道之間的數據傳輸(直接緩衝區)
         */
        FileChannel inChannel3 = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
        FileChannel outChannel3 = FileChannel.open(Paths.get("3.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);

        inChannel3.transferTo(0, inChannel3.size(), outChannel3);
        //等價於
//        outChannel3.transferFrom(inChannel3, 0, inChannel3.size());

        inChannel3.close();
        outChannel3.close();
    }
}






 
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