1. 通道的概念
通道（Channel）：由 java.nio.channels 包定义的。 Channel 表示 IO 源与目标打开的连接。Channel 类似于传统的“流”。只不过 Channel本身不能直接访问数据， Channel 只能与Buffer 进行交互。
2. 主要实现类
Java 为 Channel 接口提供的最主要实现类如下：
- FileChannel：用于读取、写入、映射和操作文件的通道。
- DatagramChannel：通过 UDP 读写网络中的数据通道。
- SocketChannel：通过 TCP 读写网络中的数据。
- ServerSocketChannel：可以监听新进来的 TCP 连接，对每一个新进来的连接都会创建一个 SocketChannel。
3. 获取通道
获取通道的一种方式是对支持通道的对象调用getChannel() 方法。支持通道的类如下：
FileInputStream、FileOutputStream、RandomAccessFile、DatagramSocket、Socket 和 ServerSocket。
获取通道的其他方式是使用 Files 类的静态方法 newByteChannel() 获取字节通道。或者通过通道的静态方法 open() 打开并返回指定通道。
4. FileChannel 通道的数据传输
下图所示的是FileChannel类的一些常用方法：
4.1 文件复制
示例一：下面演示一下使用通道和非直接缓冲区实现文件的复制：
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| @Test
public void fileCopy() {
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
FileChannel inChannel = null;
FileChannel outChannel = null;
try {
try {
fis = new FileInputStream("1.txt");
fos = new FileOutputStream("2.txt");
inChannel = fis.getChannel();
outChannel = fos.getChannel();
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
while (inChannel.read(buf) != -1) {
buf.flip();
outChannel.write(buf);
buf.clear();
}
} finally {
if (outChannel != null)
outChannel.close();
if (inChannel != null)
inChannel.close();
if (fos != null)
fos.close();
if (fis != null)
fis.close();
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
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示例二：下面演示一下使用通道和直接缓冲区实现文件的复制：
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| @Test
public void fileCopyDirect() {
try {
FileChannel inChannel = null;
FileChannel outChannel = null;
try {
inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.txt"), StandardOpenOption.READ);
outChannel = FileChannel.open(Paths.get("3.txt"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ,
StandardOpenOption.CREATE);
MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
inMappedBuf.get(dst);
outMappedBuf.put(dst);
} finally {
if (inChannel != null)
inChannel.close();
if (outChannel != null)
outChannel.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
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示例三：下面演示一下使用通道之间的数据传输来实现文件的复制：
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| @Test
public void fileCopyDirect2() {
try {
FileChannel inChannel = null;
FileChannel outChannel = null;
try {
inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.txt"), StandardOpenOption.READ);
outChannel = FileChannel.open(Paths.get("5.txt"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ,
StandardOpenOption.CREATE);
outChannel.transferFrom(inChannel, 0, inChannel.size());
} finally {
inChannel.close();
outChannel.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
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4.2 分散(Scatter)和聚集(Gather)
分散读取（Scattering Reads）是指从 Channel 中读取的数据“分散” 到多个 Buffer 中。需要按照缓冲区的顺序，从 Channel 中读取的数据依次将 Buffer 填满。而聚集写入（Gathering Writes）是指将多个 Buffer 中的数据“聚集”到 Channel。按照缓冲区的顺序，写入 position 和 limit 之间的数据到 Channel 。如下图示：
下面演示分散读取和聚集写入的示例，具体代码如下所示：
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| @Test
public void ScatteringRead() {
try {
RandomAccessFile raf = null;
FileChannel channel = null;
RandomAccessFile raf2 = null;
FileChannel channel2 = null;
try {
raf = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
channel = raf.getChannel();
ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(10);
ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(100);
ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
channel.read(bufs);
for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
byteBuffer.flip();
}
System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
System.out.println("----------------");
System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));
raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
channel2 = raf2.getChannel();
channel2.write(bufs);
} finally {
if (channel != null)
channel.close();
if (raf != null)
raf.close();
if (channel2 != null)
channel2.close();
if (raf2 != null)
raf2.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
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控制台输出如下结果：
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| asfasfasfa
----------------
sf‘sa
阿是大师大师的
啊实打实的看见爱好
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文件 2.txt保存有文件1.txt中的如下数据，同时也是从多个缓冲区中读到的数据。
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| asfasfasfa
sf‘sa
阿是大师大师的
啊实打实的看见爱好
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5. 字符集 Charset
Charset类提供了一个availableCharsets静态方法来获取当前JDK所支持的所有字符集。下面代码用于获取输出该JDK所支持的所有字符集：
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| @Test
public void getCharsets() {
SortedMap<String,Charset> map = Charset.availableCharsets();
Set<Entry<String,Charset>> set = map.entrySet();
for (Entry<String, Charset> entry : set) {
System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
}
}
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运行结果：
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| Big5=Big5
Big5-HKSCS=Big5-HKSCS
CESU-8=CESU-8
EUC-JP=EUC-JP
EUC-KR=EUC-KR
GB18030=GB18030
GB2312=GB2312
...
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下面演示一下对缓冲区的数据进行指定编码和解码的操作：
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| @Test
public void testEncoding() throws CharacterCodingException {
Charset cs = Charset.forName("GBK");
CharsetEncoder encoder = cs.newEncoder();
CharsetDecoder decoder = cs.newDecoder();
CharBuffer cBuf = CharBuffer.allocate(1024);
cBuf.put("你好");
cBuf.flip();
ByteBuffer bBuf = encoder.encode(cBuf);
for (int i = 0; i < bBuf.limit(); i++) {
System.out.print(bBuf.get());
}
bBuf.flip();
CharBuffer cBuf2 = decoder.decode(bBuf);
System.out.println(cBuf2.toString());
bBuf.flip();
Charset csUTF8 = Charset.forName("ISO-8859-1");
CharsetDecoder decoderUTF8 = csUTF8.newDecoder();
CharBuffer cBufUTF8 = decoderUTF8.decode(bBuf);
System.out.println(cBufUTF8.toString());
}
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注意：要时刻注意缓冲区中position的位置！无论是get方法、put方法还是encode方法和decode方法都会改变缓冲区中的position位置。
对于 DatagramChannel、SocketChannel 和 ServerSocketChannel 这三个通道类将放于下一篇博客讲。