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。通道主要用于传输数据，从缓冲区的一侧传到另一侧的实体（如文件、套接字...），反之亦然；通道是访问IO服务的导管，通过通道，我们可以以最小的开销来访问操作系统的I/O服务；顺便说下，缓冲区是通道内部发送数据和接收数据的端点。
在标准的IO当中，都是基于字节流/字符流进行操作的，而在NIO中则是是基于Channel和Buffer进行操作，其中的Channel的虽然模拟了流的概念，实则大不相同。
| 区别 | Stream | Channel |
|---|---|---|
| 支持异步 | 不支持 | 支持 |
| 是否可双向传输数据 | 不能，只能单向 | 可以，既可以从通道读取数据，也可以向通道写入数据 |
| 是否结合Buffer使用 | 不 | 必须结合Buffer使用 |
| 性能 | 较低 | 较高 |
传统与革新
传统的数据流：
CPU处理IO，性能损耗太大
改为：
内存和IO接口之间加了 DMA(直接存储器)，DMA向CPU申请权限，IO的操作全部由DMA管理。CPU不要干预。
若有大量的IO请求，会造成DMA的走线过多，则也会影响性能。
则改DMA为Channel，Channel为完全独立的单元，不需要向CPU申请权限，专门用于IO。
早一代IO操作是由CPU负责IO接口
新一代DMA授权处理IO接口
通道（Channel）模式
Channel的实现类
java.nio.channels.Channel 接口：
|-- FileChannel
|-- SocketChannel
|-- ServerSocketChannel
|-- DatagramChannel
获取通道Channel
1.Java针对支持通道的类提供了getChannel()方法
本地IO
- FileInputStream/FileOutputStream
- RandomAccessFile
网络IO
- Socket
- ServerSocket
- DatagramSocket
2.在jdk1.7中的NIO.2针对各个通道提供了静态方法open()
如
FileChannel.open(Paths.get("d:\\xxx.jpg"), StandardOpenOption.READ);
3.在jdk1.7中的NIO.2的Files工具类的newByteChannel()
如
Files.newByteChannel(filePath)
通道之间的数据传输
transferFrom()
transferTo()
StandardOpenOption介绍
在打开文件通道时可以选择的选项有很多，其中最常见的是读取和写入模式的选择，分别通过java.nio.file.StandardOpenOption枚举类型中的READ和WRITE来声明。
- CREATE表示当目标文件不存在时，需要创建一个新文件；
- CREATE_NEW同样会创建新文件，区别在于如果文件已经存在，则会产生错误；
- APPEND表示对文件的写入操作总是发生在文件的末尾处，即在文件的末尾添加新内容；
- 当声明了TRUNCATE_EXISTING选项时，如果文件已经存在，那么它的内容将被清空；
- DELETE_ON_CLOSE用在需要创建临时文件的时候，声明了这个选项之后，当文件通道关闭时，Java虚拟机会尽力尝试去删除这个文件。
代码示例
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; /**
* Channel:用于源节点与目标节点之间的连接。在Java NIO中，负责缓冲区中数据传输，Channel本身不存储数据，因此需要配合缓冲区进行传输。
*
*
*/
public class TestChannel { public static void main(String[] args) throws IOException { /*
* 1.利用通道完成文件的复制（非直接缓冲区）
*/
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null; FileChannel inChannel = null;
FileChannel outChannel = null; try {
fis = new FileInputStream("1.jpg");
fos = new FileOutputStream("2.jpg");
//1.获取通道
inChannel = fis.getChannel();
outChannel = fos.getChannel(); //2.分配指定大小的缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); //3.将通道中的数据缓冲区中
while (inChannel.read(buffer) != -1) { buffer.flip();//切换成都数据模式 //4.将缓冲区中的数据写入通道中
outChannel.write(buffer);
buffer.clear();//清空缓冲区
}
} 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（直接缓冲区）通道完成文件的复制(内存映射文件的方式)
*/
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); //内存映射文件
MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel2.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel2.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size()); //直接对缓冲区进行数据读写操作
byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
inMappedBuf.get(dst);
outMappedBuf.put(dst); inChannel2.close();
outChannel2.close(); long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗费的时间为：" + (end - start)); /*
* 通道之间的数据传输（直接缓冲区）
*/
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);
//等价于
// outChannel3.transferFrom(inChannel3, 0, inChannel3.size()); inChannel3.close();
outChannel3.close();
}
}
结果比较
我复制的文件大小为312MB
io time:2685
nio channel time:1129
nio buffer time:601
说明nio操作缓冲区是最快的。