一、Socket通道
新的socket通道类可以运行非阻塞模式并且是可选择的。这两个性能可以激活大程序（如网络服务器和中间件组件）巨大的可伸缩性和灵活性。本节中我们会看到，再也没有为每个socket连接使用一个线程的必要了，也避免了管理大量线程所需的上下文交换总开销。借助新的NIO类，一个或几个线程就可以管理成百上千的活动socket连接了并且只有很少甚至可能没有性能损失。所有的socket通道类(DatagramChannel、SocketChannel和ServerSocketChannel)都继承了位于java.nio.channels.spi包中的AbstractSelectableChannel。这意味着我们可以用一个Selector对象来执行socket通道的就绪选择（readiness selection）。
请注意DatagramChannel和SocketChannel实现定义读和写功能的接口而ServerSocketChannel不实现。ServerSocketChannel负责监听传入的连接和创建新的SocketChannel对象，它本身从不传输数据。
在我们具体讨论每一种socket通道前，您应该了解socket和socket通道之间的关系。之前的章节中有写道，通道是一个连接I/O服务导管并提供与该服务交互的方法。就某个socket而言，它不会再次实现与之对应的socket通道类中的socket协议API，而java.net中已经存在的socket通道都可以被大多数协议操作重复使用。
全部socket通道类（DatagramChannel、SocketChannel和ServerSocketChannel）在被实例化时都会创建一个对等socket对象。这些是我们所熟悉的来自java.net的类（Socket、ServerSocket和DatagramSocket），它们已经被更新以识别通道。对等socket可以通过调用socket( )方法从一个通道上获取。此外，这三个java.net类现在都有getChannel( )方法。
Socket通道将与通信协议相关的操作委托给相应的socket对象。socket的方法看起来好像在通道类中重复了一遍，但实际上通道类上的方法会有一些新的或者不同的行为。
要把一个socket通道置于非阻塞模式，我们要依靠所有socket通道类的公有超级类：SelectableChannel。就绪选择（readiness selection）是一种可以用来查询通道的机制，该查询可以判断通道是否准备好执行一个目标操作，如读或写。非阻塞I/O和可选择性是紧密相连的，那也正是管理阻塞模式的API代码要在SelectableChannel超级类中定义的原因。
设置或重新设置一个通道的阻塞模式是很简单的，只要调用configureBlocking( )方法即可，传递参数值为true则设为阻塞模式，参数值为false值设为非阻塞模式。真的，就这么简单！您可以通过调用isBlocking( )方法来判断某个socket通道当前处于哪种模式。
AbstractSelectableChannel.java中实现的configureBlocking()方法如下：
publicfinalSelectableChannel configureBlocking(boolean block)
throws IOException
{
synchronized (regLock) {
if(!isOpen())
thrownew ClosedChannelException();
if(blocking == block)
returnthis;
if(block && haveValidKeys())
thrownew IllegalBlockingModeException();
implConfigureBlocking(block);
blocking = block;
}
returnthis;
}
非阻塞socket通常被认为是服务端使用的，因为它们使同时管理很多socket通道变得更容易。但是，在客户端使用一个或几个非阻塞模式的socket通道也是有益处的，例如，借助非阻塞socket通道，GUI程序可以专注于用户请求并且同时维护与一个或多个服务器的会话。在很多程序上，非阻塞模式都是有用的。
偶尔地，我们也会需要防止socket通道的阻塞模式被更改。API中有一个blockingLock( )方法，该方法会返回一个非透明的对象引用。返回的对象是通道实现修改阻塞模式时内部使用的。只有拥有此对象的锁的线程才能更改通道的阻塞模式。
下面分别介绍这3个通道。
二、 ServerSocketChannel
让我们从最简单的ServerSocketChannel来开始对socket通道类的讨论。以下是ServerSocketChannel的完整API：
publicabstractclassServerSocketChannelextends AbstractSelectableChannel
{
publicstaticServerSocketChannel open()throws IOException;
publicabstract ServerSocket socket();
publicabstractServerSocket accept()throws IOException;
publicfinalint validOps();
}
ServerSocketChannel是一个基于通道的socket监听器。它同我们所熟悉的java.net.ServerSocket执行相同的基本任务，不过它增加了通道语义，因此能够在非阻塞模式下运行。
由于ServerSocketChannel没有bind()方法，因此有必要取出对等的socket并使用它来绑定到一个端口以开始监听连接。我们也是使用对等ServerSocket的API来根据需要设置其他的socket选项。
同它的对等体java.net.ServerSocket一样，ServerSocketChannel也有accept( )方法。一旦您创建了一个ServerSocketChannel并用对等socket绑定了它，然后您就可以在其中一个上调用accept()。如果您选择在ServerSocket上调用accept( )方法，那么它会同任何其他的ServerSocket表现一样的行为：总是阻塞并返回一个java.net.Socket对象。如果您选择在ServerSocketChannel上调用accept( )方法则会返回SocketChannel类型的对象，返回的对象能够在非阻塞模式下运行。
换句话说：
ServerSocketChannel的accept()方法会返回SocketChannel类型对象，SocketChannel可以在非阻塞模式下运行。
其它Socket的accept()方法会阻塞返回一个Socket对象。
如果ServerSocketChannel以非阻塞模式被调用，当没有传入连接在等待时，ServerSocketChannel.accept( )会立即返回null。正是这种检查连接而不阻塞的能力实现了可伸缩性并降低了复杂性。可选择性也因此得到实现。我们可以使用一个选择器实例来注册一个ServerSocketChannel对象以实现新连接到达时自动通知的功能。以下代码演示了如何使用一个非阻塞的accept( )方法：
package com.dxz.springsession.nio.demo2;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.ServerSocketChannel;import java.nio.channels.SocketChannel;import java.net.InetSocketAddress;publicclass ChannelAccept {
publicstaticfinalString GREETING = "Hello I must be going.\r\n";
publicstaticvoidmain(String[] argv)throws Exception {
intport = 1234;// defaultif(argv.length > 0) {
port = Integer.parseInt(argv[0]);
}
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(GREETING.getBytes());
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
ssc.configureBlocking(false);
while(true) {
System.out.println("Waiting for connections");
SocketChannel sc = ssc.accept();
if(sc ==null) {
System.out.println("null");
Thread.sleep(2000);
} else {
System.out.println("Incoming connection from: " + sc.socket().getRemoteSocketAddress());
buffer.rewind();
sc.write(buffer);
sc.close();
}
}
}
}
日志：
2.1、打开 ServerSocketChannel
通过调用 ServerSocketChannel.open() 方法来打开ServerSocketChannel.如：
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
2.2、关闭 ServerSocketChannel
通过调用ServerSocketChannel.close() 方法来关闭ServerSocketChannel. 如：
serverSocketChannel.close();
2.3、监听新进来的连接
通过 ServerSocketChannel.accept() 方法监听新进来的连接。当 accept()方法返回的时候,它返回一个包含新进来的连接的 SocketChannel。因此, accept()方法会一直阻塞到有新连接到达。
通常不会仅仅只监听一个连接,在while循环中调用 accept()方法. 如下面的例子：
while(true){
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
//...}
2.4、阻塞模式
2.5、非阻塞模式
ServerSocketChannel可以设置成非阻塞模式。在非阻塞模式下，accept() 方法会立刻返回，如果还没有新进来的连接,返回的将是null。 因此，需要检查返回的SocketChannel是否是null.如：
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
ssc.configureBlocking(false);
while(true) {
System.out.println("Waiting for connections");
SocketChannel sc = ssc.accept();
if(sc !=null) {
}
三、SocketChannel
下面开始学习SocketChannel，它是使用最多的socket通道类：
Java NIO中的SocketChannel是一个连接到TCP网络套接字的通道。可以通过以下2种方式创建SocketChannel：
打开一个SocketChannel并连接到互联网上的某台服务器。
一个新连接到达ServerSocketChannel时，会创建一个SocketChannel。
3.1、打开 SocketChannel
下面是SocketChannel的打开方式：
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.connect(newInetSocketAddress("http://jenkov.com", 80));
3.2、关闭 SocketChannel
当用完SocketChannel之后调用SocketChannel.close()关闭SocketChannel：
socketChannel.close();
3.3、从 SocketChannel 读取数据
要从SocketChannel中读取数据，调用一个read()的方法之一。以下是例子：
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);intbytesRead = socketChannel.read(buf);
首先，分配一个Buffer。从SocketChannel读取到的数据将会放到这个Buffer中。然后，调用SocketChannel.read()。该方法将数据从SocketChannel 读到Buffer中。read()方法返回的int值表示读了多少字节进Buffer里。如果返回的是-1，表示已经读到了流的末尾（连接关闭了）。
3.4、写入 SocketChannel
写数据到SocketChannel用的是SocketChannel.write()方法，该方法以一个Buffer作为参数。示例如下：
String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
buf.put(newData.getBytes());
buf.flip();
while(buf.hasRemaining()) {
channel.write(buf);
}
注意SocketChannel.write()方法的调用是在一个while循环中的。Write()方法无法保证能写多少字节到SocketChannel。所以，我们重复调用write()直到Buffer没有要写的字节为止。
3.5、非阻塞模式
可以设置 SocketChannel 为非阻塞模式（non-blocking mode）.设置之后，就可以在异步模式下调用connect(), read() 和write()了。
3.5.1、connect()
如果SocketChannel在非阻塞模式下，此时调用connect()，该方法可能在连接建立之前就返回了。为了确定连接是否建立，可以调用finishConnect()的方法。像这样：
socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannel.connect(newInetSocketAddress("http://jenkov.com", 80));
while(! socketChannel.finishConnect() ){
//wait, or do something else...}
3.5.2、write()
非阻塞模式下，write()方法在尚未写出任何内容时可能就返回了。所以需要在循环中调用write()。前面已经有例子了，这里就不赘述了。
3.5.3、read()
非阻塞模式下,read()方法在尚未读取到任何数据时可能就返回了。所以需要关注它的int返回值，它会告诉你读取了多少字节。
3.6、非阻塞模式与选择器
非阻塞模式与选择器搭配会工作的更好，通过将一或多个SocketChannel注册到Selector，可以询问选择器哪个通道已经准备好了读取，写入等。Selector与SocketChannel的搭配使用会在后面详讲。
四、DatagramChannel
最后一个socket通道是DatagramChannel。正如SocketChannel对应Socket，ServerSocketChannel对应ServerSocket，每一个DatagramChannel对象也有一个关联的DatagramSocket对象。不过原命名模式在此并未适用：“DatagramSocketChannel”显得有点笨拙，因此采用了简洁的“DatagramChannel”名称。
正如SocketChannel模拟连接导向的流协议（如TCP/IP），DatagramChannel则模拟包导向的无连接协议（如UDP/IP）。
DatagramChannel是无连接的。每个数据报（datagram）都是一个自包含的实体，拥有它自己的目的地址及不依赖其他数据报的数据负载。与面向流的的socket不同，DatagramChannel可以发送单独的数据报给不同的目的地址。同样，DatagramChannel对象也可以接收来自任意地址的数据包。每个到达的数据报都含有关于它来自何处的信息（源地址）。
4.1、打开 DatagramChannel
下面是 DatagramChannel 的打开方式：
DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();
channel.socket().bind(newInetSocketAddress(9999));
这个例子打开的 DatagramChannel可以在UDP端口9999上接收数据包。
4.2、接收数据
通过receive()方法从DatagramChannel接收数据，如：
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
channel.receive(buf);
receive()方法会将接收到的数据包内容复制到指定的Buffer. 如果Buffer容不下收到的数据，多出的数据将被丢弃。
4.3、发送数据
通过send()方法从DatagramChannel发送数据，如:
String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
buf.put(newData.getBytes());
buf.flip();
intbytesSent = channel.send(buf,newInetSocketAddress("jenkov.com", 80));
这个例子发送一串字符到”jenkov.com”服务器的UDP端口80。 因为服务端并没有监控这个端口，所以什么也不会发生。也不会通知你发出的数据包是否已收到，因为UDP在数据传送方面没有任何保证。
4.4、连接到特定的地址
可以将DatagramChannel“连接”到网络中的特定地址的。由于UDP是无连接的，连接到特定地址并不会像TCP通道那样创建一个真正的连接。而是锁住DatagramChannel ，让其只能从特定地址收发数据。
这里有个例子:
channel.connect(newInetSocketAddress("jenkov.com", 80));
当连接后，也可以使用read()和write()方法，就像在用传统的通道一样。只是在数据传送方面没有任何保证。这里有几个例子：
intbytesRead = channel.read(buf);
intbytesWritten = channel.write(but);
完整示例：
package com.dxz.springsession.nio.demo3;importjava.nio.channels.*;importjava.nio.charset.*;importjava.net.*;importjava.io.*;importjava.util.*;importjava.nio.*;publicclass DatagramChannelServerDemo {
// UDP协议服务端privateintport = 9975;
DatagramChannel channel;
privateCharset charset = Charset.forName("UTF-8");
privateSelector selector =null;
publicDatagramChannelServerDemo()throws IOException {
try {
selector = Selector.open();
channel = DatagramChannel.open();
} catch (Exception e) {
selector =null;
channel =null;
System.out.println("超时");
}
System.out.println("服务器启动");
}
/* 编码过程 */public ByteBuffer encode(String str) {
return charset.encode(str);
}
/* 解码过程 */public String decode(ByteBuffer bb) {
return charset.decode(bb).toString();
}
/* 服务器服务方法 */publicvoidservice()throws IOException {
if(channel ==null|| selector ==null)
return;
channel.configureBlocking(false);
channel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
// channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("aaaa").getBytes())); channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
/** 外循环，已经发生了SelectionKey数目 */while(selector.select() > 0) {
System.out.println("有新channel加入");
/* 得到已经被捕获了的SelectionKey的集合 */ Iterator iterator = selector.selectedKeys().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey key =null;
try {
key = (SelectionKey) iterator.next();
iterator.remove();
if (key.isReadable()) {
reveice(key);
}
if (key.isWritable()) {
// send(key); }
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
try {
if(key !=null) {
key.cancel();
key.channel().close();
}
} catch (ClosedChannelException cex) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/* 内循环完 */ }
/* 外循环完 */ }
/* * 接收 用receive()读IO 作为服务端一般不需要调用connect()，如果未调用<span style=
* "font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">connect()时调</span><span
* style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"
* >用read()\write()读写，会报java.nio.channels</span> .NotYetConnectedException
* 只有调用connect()之后,才能使用read和write.
*/synchronizedpublicvoidreveice(SelectionKey key)throws IOException {
if(key ==null)
return;
// ***用channel.receive()获取客户端消息***//// ：接收时需要考虑字节长度DatagramChannel sc = (DatagramChannel) key.channel();
String content = "";
// create buffer with capacity of 48 bytesByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);// java里一个(utf-8)中文3字节,gbk中文占2个字节 buf.clear();
SocketAddress address = sc.receive(buf);// read into buffer. 返回客户端的地址信息String clientAddress = address.toString().replace("/", "").split(":")[0];
String clientPost = address.toString().replace("/", "").split(":")[1];
buf.flip(); // make buffer ready for readwhile (buf.hasRemaining()) {
buf.get(newbyte[buf.limit()]);// read 1 byte at a timecontent +=new String(buf.array());
}
buf.clear(); // make buffer ready for writingSystem.out.println("接收：" + content.trim());
// 第一次发；udp采用数据报模式，发送多少次，接收多少次ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(65507);
buf2.clear();
buf2.put(
"消息推送内容 abc..UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端@Q" .getBytes());
buf2.flip();
channel.send(buf2, newInetSocketAddress(clientAddress, Integer.parseInt(clientPost)));// 将消息回送给客户端
// 第二次发ByteBuffer buf3 = ByteBuffer.allocate(65507);
buf3.clear();
buf3.put("任务完成".getBytes());
buf3.flip();
channel.send(buf3, newInetSocketAddress(clientAddress, Integer.parseInt(clientPost)));// 将消息回送给客户端 }
inty = 0;
publicvoid send(SelectionKey key) {
if(key ==null)
return;
// ByteBuffer buff = (ByteBuffer) key.attachment();DatagramChannel sc = (DatagramChannel) key.channel();
try {
sc.write(ByteBuffer.wrap(newString("aaaa").getBytes()));
} catch (IOException e1) {
e1.printStackTrace();
}
System.out.println("send2() " + (++y));
}
/* 发送文件 */publicvoid sendFile(SelectionKey key) {
if(key ==null)
return;
ByteBuffer buff = (ByteBuffer) key.attachment();
SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
String data = decode(buff);
if(data.indexOf("get") == -1)
return;
String subStr = data.substring(data.indexOf(" "), data.length());
System.out.println("截取之后的字符串是 " + subStr);
FileInputStream fileInput =null;
try {
fileInput =new FileInputStream(subStr);
FileChannel fileChannel = fileInput.getChannel();
fileChannel.transferTo(0, fileChannel.size(), sc);
fileChannel.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
fileInput.close();
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
publicstaticvoidmain(String[] args)throws IOException {
new DatagramChannelServerDemo().service();
}
}//客户端package com.dxz.springsession.nio.demo3;importjava.nio.channels.*;importjava.nio.charset.*;importjava.net.*;importjava.io.*;importjava.util.*;importjava.nio.*;publicclass DatagramChannelClientDemo {
// UDP协议客户端privateString serverIp = "127.0.0.1";
privateintport = 9975;
// private ServerSocketChannel serverSocketChannel; DatagramChannel channel;
privateCharset charset = Charset.forName("UTF-8");
privateSelector selector =null;
publicDatagramChannelClientDemo()throws IOException {
try {
selector = Selector.open();
channel = DatagramChannel.open();
} catch (Exception e) {
selector =null;
channel =null;
System.out.println("超时");
}
System.out.println("客户器启动");
}
/* 编码过程 */public ByteBuffer encode(String str) {
return charset.encode(str);
}
/* 解码过程 */public String decode(ByteBuffer bb) {
return charset.decode(bb).toString();
}
/* 服务器服务方法 */publicvoidservice()throws IOException {
if(channel ==null|| selector ==null)
return;
channel.configureBlocking(false);
channel.connect(newInetSocketAddress(serverIp, port));// 连接服务端channel.write(ByteBuffer.wrap(newString("客户端请求获取消息").getBytes()));
channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
/** 外循环，已经发生了SelectionKey数目 */while(selector.select() > 0) {
/* 得到已经被捕获了的SelectionKey的集合 */ Iterator iterator = selector.selectedKeys().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey key =null;
try {
key = (SelectionKey) iterator.next();
iterator.remove();
if (key.isReadable()) {
reveice(key);
}
if (key.isWritable()) {
// send(key); }
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
try {
if(key !=null) {
key.cancel();
key.channel().close();
}
} catch (ClosedChannelException cex) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/* 内循环完 */ }
/* 外循环完 */ }
// /*
// * 接收 用read()读IO
// * */
// synchronized public void reveice2(SelectionKey key) throws IOException {
// if (key == null)
// return;
//// ***用channel.read()获取消息***////// ：接收时需要考虑字节长度
// DatagramChannel sc = (DatagramChannel) key.channel();
// String content = "";
//// create buffer with capacity of 48 bytes
// ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(3);// java里一个(utf-8)中文3字节,gbk中文占2个字节
// int bytesRead = sc.read(buf); //read into buffer.
//// while (bytesRead >0) {
// buf.flip(); //make buffer ready for read
// while(buf.hasRemaining()){
// buf.get(new byte[buf.limit()]); // read 1 byte at a time
// content += new String(buf.array());
// }
// buf.clear(); //make buffer ready for writing
// bytesRead = sc.read(buf);
// }
// System.out.println("接收：" + content);
// }/* 接收 */synchronizedpublicvoidreveice(SelectionKey key)throws IOException {
String threadName = Thread.currentThread().getName();
if(key ==null)
return;
try {
// ***用channel.receive()获取消息***//// ：接收时需要考虑字节长度DatagramChannel sc = (DatagramChannel) key.channel();
String content = "";
// 第一次接；udp采用数据报模式，发送多少次，接收多少次ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(65507);// java里一个(utf-8)中文3字节,gbk中文占2个字节 buf.clear();
SocketAddress address = sc.receive(buf);// read into buffer.String clientAddress = address.toString().replace("/", "").split(":")[0];
String clientPost = address.toString().replace("/", "").split(":")[1];
System.out.println(threadName + "\t" + address.toString());
buf.flip(); // make buffer ready for readwhile (buf.hasRemaining()) {
buf.get(newbyte[buf.limit()]);// read 1 byte at a timebyte[] tmp = buf.array();
content +=new String(tmp);
}
buf.clear(); // make buffer ready for writing次System.out.println(threadName + "接收：" + content.trim());
// 第二次接content = "";
ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(65507);// java里一个(utf-8)中文3字节,gbk中文占2个字节 buf2.clear();
SocketAddress address2 = sc.receive(buf2);// read into buffer.buf2.flip();// make buffer ready for readwhile (buf2.hasRemaining()) {
buf2.get(newbyte[buf2.limit()]);// read 1 byte at a timebyte[] tmp = buf2.array();
content +=new String(tmp);
}
buf2.clear(); // make buffer ready for writing次System.out.println(threadName + "接收2：" + content.trim());
} catch (PortUnreachableException ex) {
System.out.println(threadName + "服务端端口未找到!");
}
send(2);
}
booleanflag =false;
publicvoidsend(int i) {
if (flag)
return;
try {
// channel.write(ByteBuffer.wrap(new
// String("客户端请求获取消息(第"+i+"次)").getBytes()));
// channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ );ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(48);
buf2.clear();
buf2.put(("客户端请求获取消息(第" + i + "次)").getBytes());
buf2.flip();
channel.write(buf2);
channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
// int bytesSent = channel.send(buf2, new
// InetSocketAddress(serverIp,port)); // 将消息回送给服务端}catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
flag =true;
}
inty = 0;
publicvoid send(SelectionKey key) {
if(key ==null)
return;
// ByteBuffer buff = (ByteBuffer) key.attachment();DatagramChannel sc = (DatagramChannel) key.channel();
try {
sc.write(ByteBuffer.wrap(newString("aaaa").getBytes()));
} catch (IOException e1) {
e1.printStackTrace();
}
System.out.println("send2() " + (++y));
}
/* 发送文件 */publicvoid sendFile(SelectionKey key) {
if(key ==null)
return;
ByteBuffer buff = (ByteBuffer) key.attachment();
SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
String data = decode(buff);
if(data.indexOf("get") == -1)
return;
String subStr = data.substring(data.indexOf(" "), data.length());
System.out.println("截取之后的字符串是 " + subStr);
FileInputStream fileInput =null;
try {
fileInput =new FileInputStream(subStr);
FileChannel fileChannel = fileInput.getChannel();
fileChannel.transferTo(0, fileChannel.size(), sc);
fileChannel.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
fileInput.close();
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
publicstaticvoidmain(String[] args)throws IOException {
newThread(new Runnable() {
publicvoid run() {
try {
new DatagramChannelClientDemo().service();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
// new Thread(new Runnable() {
// public void run() {
// try {
// new DatagramChannelClientDemo().service();
// } catch (IOException e) {
// e.printStackTrace();
// }
// }
// }).start(); }
}
Java NIO中的Buffer用于和NIO通道进行交互。如你所知，数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入到通道中的。交互图如下：
缓冲区本质上是一块可以写入数据，然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象，并提供了一组方法，用来方便的访问该块内存。缓冲区实际上是一个容器对象，更直接的说，其实就是一个数组，在NIO库中，所有数据都是用缓冲区处理的。在读取数据时，它是直接读到缓冲区中的； 在写入数据时，它也是写入到缓冲区中的；任何时候访问 NIO 中的数据，都是将它放到缓冲区中。而在面向流I/O系统中，所有数据都是直接写入或者直接将数据读取到Stream对象中。
在NIO中，所有的缓冲区类型都继承于抽象类Buffer，最常用的就是ByteBuffer，对于Java中的基本类型，基本都有一个具体Buffer类型与之相对应，它们之间的继承关系如下图所示：
Buffer的基本用法
使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤：
写入数据到Buffer
调用flip()方法
从Buffer中读取数据
调用clear()方法或者compact()方法
当向buffer写入数据时，buffer会记录下写了多少数据。一旦要读取数据，需要通过flip()方法将Buffer从写模式切换到读模式。在读模式下，可以读取之前写入到buffer的所有数据。
一旦读完了所有的数据，就需要清空缓冲区，让它可以再次被写入。有两种方式能清空缓冲区：调用clear()或compact()方法。clear()方法会清空整个缓冲区。compact()方法只会清除已经读过的数据。任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处，新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。
下面是一个使用Buffer的例子：
01RandomAccessFile aFile = newRandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
02FileChannel inChannel = aFile.getChannel();
03
04//create buffer with capacity of 48 bytes
05ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
06
07intbytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer.
08while(bytesRead != -1) {
09
10 buf.flip(); //make buffer ready for read
11
12 while(buf.hasRemaining()){
13 System.out.print((char) buf.get()); // read 1 byte at a time
14 }
15
16 buf.clear(); //make buffer ready for writing
17 bytesRead = inChannel.read(buf);
18}
19aFile.close(); }
示例2：
下面是一个简单的使用IntBuffer的例子：
package com.dxz.nio;import java.nio.IntBuffer;publicclass TestIntBuffer {
publicstaticvoid main(String[] args) {
// 分配新的int缓冲区，参数为缓冲区容量
// 新缓冲区的当前位置将为零，其界限(限制位置)将为其容量。它将具有一个底层实现数组，其数组偏移量将为零。 IntBuffer buffer = IntBuffer.allocate(8);
for(inti = 0; i < buffer.capacity(); ++i) {
intj = 2 * (i + 1);
// 将给定整数写入此缓冲区的当前位置，当前位置递增 buffer.put(j);
}
// 重设此缓冲区，将限制设置为当前位置，然后将当前位置设置为0 buffer.flip();
// 查看在当前位置和限制位置之间是否有元素 while (buffer.hasRemaining()) {
// 读取此缓冲区当前位置的整数，然后当前位置递增 intj = buffer.get();
System.out.print(j + " ");
}
}
}
结果：
2 4 6 8 10 12 14 16
Buffer的capacity,position和limit
缓冲区本质上是一块可以写入数据，然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象，并提供了一组方法，用来方便的访问该块内存。
为了理解Buffer的工作原理，需要熟悉它的三个属性：
capacity
position
limit
position和limit的含义取决于Buffer处在读模式还是写模式。不管Buffer处在什么模式，capacity的含义总是一样的。
这里有一个关于capacity，position和limit在读写模式中的说明，详细的解释在插图后面。
capacity
作为一个内存块，Buffer有一个固定的大小值，也叫“capacity”.你只能往里写capacity个byte、long，char等类型。一旦Buffer满了，需要将其清空（通过读数据或者清除数据）才能继续写数据往里写数据。
position
当你写数据到Buffer中时，position表示当前的位置。初始的position值为0.当一个byte、long等数据写到Buffer后， position会向前移动到下一个可插入数据的Buffer单元。position最大可为capacity – 1.
当读取数据时，也是从某个特定位置读。当将Buffer从写模式切换到读模式，position会被重置为0. 当从Buffer的position处读取数据时，position向前移动到下一个可读的位置。
limit
在写模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer里写多少数据。 写模式下，limit等于Buffer的capacity。
当切换Buffer到读模式时， limit表示你最多能读到多少数据。因此，当切换Buffer到读模式时，limit会被设置成写模式下的position值。换句话说，你能读到之前写入的所有数据（limit被设置成已写数据的数量，这个值在写模式下就是position）
Buffer的类型
Java NIO 有以下Buffer类型
ByteBuffer
MappedByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer
FloatBuffer
IntBuffer
LongBuffer
ShortBuffer
p<>
如你所见，这些Buffer类型代表了不同的数据类型。换句话说，就是可以通过char，short，int，long，float 或 double类型来操作缓冲区中的字节。
MappedByteBuffer 有些特别，在涉及它的专门章节中再讲。
Buffer的分配
要想获得一个Buffer对象首先要进行分配。 每一个Buffer类都有一个allocate方法。下面是一个分配48字节capacity的ByteBuffer的例子。
1ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
这是分配一个可存储1024个字符的CharBuffer：
1CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);
向Buffer中写数据
写数据到Buffer有两种方式：
从Channel写到Buffer。
通过Buffer的put()方法写到Buffer里。
从Channel写到Buffer的例子
1intbytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer.
通过put方法写Buffer的例子：
1buf.put(127);
put方法有很多版本，允许你以不同的方式把数据写入到Buffer中。例如， 写到一个指定的位置，或者把一个字节数组写入到Buffer。 更多Buffer实现的细节参考JavaDoc。
flip()方法
flip英 [flɪp]美 [flɪp] 及物动词 轻弹，轻击; 按（开关）; 快速翻转; 急挥
flip方法将Buffer从写模式切换到读模式。调用flip()方法会将position设回0，并将limit设置成之前position的值。
换句话说，position现在用于标记读的位置，limit表示之前写进了多少个byte、char等 —— 现在能读取多少个byte、char等。
从Buffer中读取数据
从Buffer中读取数据有两种方式：
从Buffer读取数据到Channel。
使用get()方法从Buffer中读取数据。
从Buffer读取数据到Channel的例子：
//read from buffer into channel.intbytesWritten = inChannel.write(buf);
使用get()方法从Buffer中读取数据的例子
byteaByte = buf.get();
get方法有很多版本，允许你以不同的方式从Buffer中读取数据。例如，从指定position读取，或者从Buffer中读取数据到字节数组。更多Buffer实现的细节参考JavaDoc。
rewind()方法
Buffer.rewind()将position设回0，所以你可以重读Buffer中的所有数据。limit保持不变，仍然表示能从Buffer中读取多少个元素（byte、char等）。
clear()与compact()方法
一旦读完Buffer中的数据，需要让Buffer准备好再次被写入。可以通过clear()或compact()方法来完成。
如果调用的是clear()方法，position将被设回0，limit被设置成 capacity的值。换句话说，Buffer 被清空了。Buffer中的数据并未清除，只是这些标记告诉我们可以从哪里开始往Buffer里写数据。
如果Buffer中有一些未读的数据，调用clear()方法，数据将“被遗忘”，意味着不再有任何标记会告诉你哪些数据被读过，哪些还没有。
如果Buffer中仍有未读的数据，且后续还需要这些数据，但是此时想要先先写些数据，那么使用compact()方法。
compact()方法将所有未读的数据拷贝到Buffer起始处。然后将position设到最后一个未读元素正后面。limit属性依然像clear()方法一样，设置成capacity。现在Buffer准备好写数据了，但是不会覆盖未读的数据。
mark()与reset()方法
通过调用Buffer.mark()方法，可以标记Buffer中的一个特定position。之后可以通过调用Buffer.reset()方法恢复到这个position。例如：
1buffer.mark();
2
3//call buffer.get() a couple of times, e.g. during parsing.
4
5buffer.reset(); //set position back to mark.
equals()与compareTo()方法
可以使用equals()和compareTo()方法两个Buffer。
equals()
当满足下列条件时，表示两个Buffer相等：
有相同的类型（byte、char、int等）。
Buffer中剩余的byte、char等的个数相等。
Buffer中所有剩余的byte、char等都相同。
如你所见，equals只是比较Buffer的一部分，不是每一个在它里面的元素都比较。实际上，它只比较Buffer中的剩余元素。
compareTo()方法
compareTo()方法比较两个Buffer的剩余元素(byte、char等)， 如果满足下列条件，则认为一个Buffer“小于”另一个Buffer：
第一个不相等的元素小于另一个Buffer中对应的元素 。
所有元素都相等，但第一个Buffer比另一个先耗尽(第一个Buffer的元素个数比另一个少)。
缓冲区分片
在NIO中，除了可以分配或者包装一个缓冲区对象外，还可以根据现有的缓冲区对象来创建一个子缓冲区，即在现有缓冲区上切出一片来作为一个新的缓冲区，但现有的缓冲区与创建的子缓冲区在底层数组层面上是数据共享的，也就是说，子缓冲区相当于是现有缓冲区的一个视图窗口。调用slice()方法可以创建一个子缓冲区，让我们通过例子来看一下：
package com.dxz.nio;import java.nio.ByteBuffer;publicclass BufferDemo1 {
staticpublicvoidmain(String args[])throws Exception {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
// 缓冲区中的数据0-9for(inti = 0; i < buffer.capacity(); ++i) {
buffer.put((byte) i);
}
// 创建子缓冲区buffer.position(3);
buffer.limit(7);
ByteBuffer slice = buffer.slice();
// 改变子缓冲区的内容for(inti = 0; i < slice.capacity(); ++i) {
byteb = slice.get(i);
b *= 10;
slice.put(i, b);
}
buffer.position(0);
buffer.limit(buffer.capacity());
while(buffer.remaining() > 0) {
System.out.println(buffer.get());
}
}
}
结果：
0
1
2
30
40
50
60
7
8
9
只读缓冲区
只读缓冲区非常简单，可以读取它们，但是不能向它们写入数据。可以通过调用缓冲区的asReadOnlyBuffer()方法，将任何常规缓冲区转 换为只读缓冲区，这个方法返回一个与原缓冲区完全相同的缓冲区，并与原缓冲区共享数据，只不过它是只读的。如果原缓冲区的内容发生了变化，只读缓冲区的内容也随之发生变化：
package com.dxz.nio;import java.nio.ByteBuffer;publicclass BufferDemo2 {
staticpublicvoidmain(String args[])throws Exception {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
// 缓冲区中的数据0-9for(inti = 0; i < buffer.capacity(); ++i) {
buffer.put((byte) i);
}
// 创建只读缓冲区ByteBuffer readonly = buffer.asReadOnlyBuffer();
// 改变原缓冲区的内容for(inti = 0; i < buffer.capacity(); ++i) {
byteb = buffer.get(i);
b *= 10;
buffer.put(i, b);
}
readonly.position(0);
readonly.limit(buffer.capacity());
// 只读缓冲区的内容也随之改变while(readonly.remaining() > 0) {
System.out.println(readonly.get());
}
}
}
结果：
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
如果尝试修改只读缓冲区的内容，则会报ReadOnlyBufferException异常。只读缓冲区对于保护数据很有用。在将缓冲区传递给某个 对象的方法时，无法知道这个方法是否会修改缓冲区中的数据。创建一个只读的缓冲区可以保证该缓冲区不会被修改。只可以把常规缓冲区转换为只读缓冲区，而不能将只读的缓冲区转换为可写的缓冲区。
直接缓冲区
直接缓冲区是为加快I/O速度，使用一种特殊方式为其分配内存的缓冲区，JDK文档中的描述为：给定一个直接字节缓冲区，Java虚拟机将尽最大努 力直接对它执行本机I/O操作。也就是说，它会在每一次调用底层操作系统的本机I/O操作之前(或之后)，尝试避免将缓冲区的内容拷贝到一个中间缓冲区中 或者从一个中间缓冲区中拷贝数据。要分配直接缓冲区，需要调用allocateDirect()方法，而不是allocate()方法，使用方式与普通缓冲区并无区别，如下面的拷贝文件示例：
package com.dxz.nio;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.nio.ByteBuffer;importjava.nio.channels.*;publicclass BufferDemo3 {
staticpublicvoidmain(String args[])throws Exception {
String infile = "e:\\logs\\test.txt";
FileInputStream fin =new FileInputStream(infile);
FileChannel fcin = fin.getChannel();
String outfile = String.format("e:\\logs\\testcopy.txt");
FileOutputStream fout =new FileOutputStream(outfile);
FileChannel fcout = fout.getChannel();
// 使用allocateDirect，而不是allocateByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
while(true) {
buffer.clear();
intr = fcin.read(buffer);
if(r == -1) {
break;
}
buffer.flip();
fcout.write(buffer);
}
}
}
内存映射文件I/O
内存映射文件I/O是一种读和写文件数据的方法，它可以比常规的基于流或者基于通道的I/O快的多。内存映射文件I/O是通过使文件中的数据出现为 内存数组的内容来完成的，这其初听起来似乎不过就是将整个文件读到内存中，但是事实上并不是这样。一般来说，只有文件中实际读取或者写入的部分才会映射到内存中。如下面的示例代码：
package com.dxz.nio;import java.io.RandomAccessFile;import java.nio.MappedByteBuffer;importjava.nio.channels.*;publicclass BufferDemo4 {
staticprivatefinalintstart = 0;
staticprivatefinalintsize = 1024;
staticpublicvoidmain(String args[])throws Exception {
RandomAccessFile raf =newRandomAccessFile("e:\\logs\\test.txt", "rw");
FileChannel fc = raf.getChannel();
MappedByteBuffer mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, start, size);
mbb.put(0, (byte) 97);
mbb.put(1023, (byte) 122);
raf.close();
}
}
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