netty极简教程（三）： nio Channel意义以及FileChannel使用

上一章接单介绍了jdk nio中的容器Buffer的原理及使用: (netty极简教程（二）： nio Buffer的原理及使用)[https://www.jianshu.com/p/9a9feee6099e]，
接下来我们继续聊聊jdk nio中的Channel

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示例源码： https://github.com/jsbintask22/netty-learning

Channel介绍

在nio中，所有channel继承自Channel(java.nio.channels.Channel)接口，它代表一个可以进行io操作的连接，可以是硬件设备，文件，网络等等.

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我们以FileChannel为例，介绍下Channel的使用以及接口实现作用

image

1. WritableChannel 可从ByteBuffer向Channel写入数据 int write(ByteBuffer src)
2. ReadableChannel 可从Channel向ByteBuffer读取数据 int read(ByteBuffer dst)
3. GatheringByteChannel 在WritableChannel的基础上可写入多个 ByteBuffer long write(ByteBuffer[] srcs)
4. ScatteringByteChannel 在ReadableChannel的基础上可向多个ByteBuffer读取数据 long read(ByteBuffer[] dsts)
   其中ByteBuffer的作用及使用我们已经介绍，重点介绍下FileChannel的使用

FileChannel使用

写入数据

FileChannel fileChannel = FileChannel.open(Paths.get("", "file_channel_example.txt"),  // 1
                StandardOpenOption.WRITE,
                StandardOpenOption.READ);

String src = "hello from jsbintask.cn zh中文\n...test";

// write
ByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.wrap(src.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
fileChannel.write(writeBuffer); // 2

1. 通过FileChannel open方法获取代表该文件连接的channel
2. 从buffer中向channel写入数据（写入到对应的文件）

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这里值得注意的是，对于获取channel的步骤，改写法需要文件已经事先存在，如若文件不存在，可换另一种写法：
fileChannel = new FileOutputStream("file_channel_example.txt");.getChannel(); 通过bio进行转换

读取数据

FileInputStream fis = new FileInputStream("file_channel_example.txt");
FileChannel fileChannel = fis.getChannel();  

// read
ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(100);
int length = fileChannel.read(readBuffer);   // 1
// method 1
System.out.println(new String(readBuffer.array()));   // 2

// method 2
readBuffer.flip();
byte[] data = new byte[length];
int index = 0;
while (readBuffer.hasRemaining()) {
    data[index++] = readBuffer.get();
}
System.out.println(new String(data));   // 3

1. 将channel的数据读取都buffer
2. 直接获取buffer中的字节数据打印
3. 利用buffer的position指针获取有效数据然后打印

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值得注意的是，这里调用了buffer的flip方法，因为上面的channel.read()方法已经移动了buffer中的指针

拷贝

有了上面的写，读 已经知道了拷贝的写法，这里我们假设分配的buffer很小，则需要分多次才能copy完成

// copy:  file_1.txt => file_2.txt
FileChannel fileChannel = new FileInputStream("file_channel_example.txt").getChannel();

// write
FileChannel writeChannel = new FileOutputStream("file_channel_example_copy.txt").getChannel();

// 只分配一块很小的 缓存 分多次读
ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(3);  // 1
int len = -1;
while ((len = fileChannel.read(readBuffer)) != -1) {  // 2
    readBuffer.flip();    // 3
    writeChannel.write(readBuffer);

    readBuffer.clear(); // 4
}

零拷贝

FileChannel有一个省去中间buffer的方法，即我们所谓的零拷贝

readChannel.transferTo(0, fis.available(), writeChannel);

writeChannel.transferFrom(readChannel, fis.available(), fis.available());

总结

1. channel的意义以及作用
2. writable, readable, gatherting, Scattering 接口中新增的方法
3. FileChannel的使用以及零拷贝