NIO之旅Channel

秒速五厘米 2022-11-27 07:17 195阅读 0赞

Java NIO中有三个重要的组件`Channel`、`Buffer`、`Selector`，本篇文章主要讲解NIO中的`Channel`组件。

##### Channel的基本概念 #####

Channel是Java NIO核心概念之一，翻译过来就是“通道”的意思，在使用上，通道需和缓存类（ByteBuffer）配合完成读写等操作。一个Channel对象其实就对应了一个IO连接。

在NIO中，基本所有的IO操作都是从Channel开始的，Channel通过Buffer(缓冲区)进行读写操作。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdjaGVuZ21pbmcx_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
channel.read()表示读取通道中数据到缓冲区，channel.write()表示把缓冲区数据写入到通道。

##### Channel的实现 #####

Java NIO中主要有以下Channel的实现：

*  `FileChannel`，用来处理文件IO
 *  `DatagramChannel`，用来处理UDP
 *  `SocketChannel`，一个客户端发起TCP连接的Channel
 *  `ServerSocketChannel`，一个服务端监听新连接的TCP Channel，对于每一个新的Client连接，都会建立一个对应的SocketChannel

这里以ServerSocketChannel和SocketChannel为例，介绍一些常用的方法。

// server:
    ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
    serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080));
    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
    int readBytes = socketChannel.read(buffer);
    if (readBytes > 0) {
        buffer.flip();
        byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()];
        buffer.get(bytes);
        String body = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println("server 收到：" + body);
    }

对于服务端来说，先用`open`方法创建一个对象，然后使用`bind`方法绑定端口。

绑定以后，使用`accept`方法等待新的连接进来，这个方法是阻塞的。一旦有了新的连接，才会解除阻塞。再次调用可以阻塞等待下一个连接。

与Buffer配合，使用`read`方法可以把数据从Channel读到Buffer里面，然后做后续处理。

// Client:
    SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
    socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080));
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
    buffer.put("hi, 这是client".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    buffer.flip();
    socketChannel.write(buffer);

对于客户端来说，有一些微小的区别。客户端不需要`bind`监听端口，而是直接`connect`去尝试连接服务端。

同样与Buffer配合，Channel使用`write`方法可以把数据从Buffer写到Channel里，然后后续就可以做网络传输了。

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