java文件读写之Channel策略

概述

本篇博客向大家介绍的是如何运用java中的Channel进行文件读写，也就是说明如何通过Channel将字符串写到文件中，以及怎么把文件中的内容以字符串的形式读出来。具体地，我会介绍关于Channel和缓冲区的一些内容。

什么是通道

那么肯定就有一些同学不太知道什么是通道（Channel），所以在开始介绍之前，我们首先要对通道有一个说明。由 java.nio.channels 包定义的，也就是说Channel是java New I/O中的一种，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。

如何获取通道

获取通道的方式有很多，这里只介绍其中一种，就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
• ServerSocket

Channel策略主要思想

从文件中读：我们知道文件是可以以流的方式打开的，然后用流的getChannel() 方法即可以获取通道。然后用一个固定大小的缓存区多次从通道中读出内容即可。

往文件里写：同样的以流的方式打开文件，然后用流的getChannel() 方法即可以获取通道，之后再将要写入的字符串放入缓存区中，缓存区的内容通过通道就可以写到文件中去了。

缓冲区的一些内容

以下内容来自缓冲区（Buffer）这篇博客将缓冲区介绍的清晰明了，我截取其中一些内容放到这里方便大家看。

1、缓冲区(Buffer)就是在内存中预留指定大小的存储空间用来对I/O的数据做临时存储，这部分预留的内存空间叫缓冲区。使用缓冲区有两个好处：减少实际物理读写次数；缓冲区在创建时就被分配内存，这块内存区域一直被重用，可以减少动态分配和回收内存的次数。

2、所有缓冲区都有4个属性：capacity、limit、position、mark，并遵循mark<=position<=limit<=capacity，下表时对这4个属性的解释：

字段	作用
position	当前读到的位置
limit	当前写到的位置
capacity	容量
mark	标记，调用mark()来设置mark=position，在调用reset()可以让position恢复到标记位置

3、一些重要方法

方法	描述
flip()	limit=position,position=0,mark=-1；将缓冲区状态由存数据变为准备取数据
limit(),limit(10)	前者get，后者set
hasRemaining()	return position < limit,是否还有未读内容

Channel策略实现方法

从文件中读：首先我们通过FileInputStream f1 = new FileInputStream(filename);一句获取文件的读入流。然后利用FileChannel fc1 = f1.getChannel();获取读入流的通道。之后就是声明一个缓冲区，因为是字节流，所以我们声明一个bytebuffer，如：ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(1024);1024代表缓冲区的大小为1024字节，可以根据自己需要更改的。然后，调用FileChannel.read()方法。该方法将数据从FileChannel读取到Buffer中。read()方法返回的int值表示了有多少字节被读到了Buffer中。如果返回-1，表示到了文件末尾。至此我们已将一部分内容读入到了bytebuffer中，不过我们的最终目的是将内容读入到字符串中，所有要进行一个转换。另外，缓冲区太小导致不能一次读完内容的时候还要清空缓存区多次读取。

往文件里写：同样先通过FileOutputStream f1 = new FileOutputStream(filename);获取文件的输出流，然后输出流的getChannel() 方法即可以获取通道，之后通过ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(outString.getBytes());将要写入的字符串放入缓存区中，最后调用fc1.write(buffer);就完成写文件了。

代码展示

package readandwrite;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class Channel {
  
  public String myread(String filename) throws Exception {
    // TODO 自动生成的方法存根
    long starttime = System.currentTimeMillis();
    StringBuilder result = new StringBuilder();
    try {
      FileInputStream f1 = new FileInputStream(filename); 
      FileChannel fc1 = f1.getChannel();
      ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(1024);//初始化缓冲区大小
      while (fc1.read(b1) != -1) {
        int temp = b1.limit();
        b1.flip();
        while (temp != 0 && b1.hasRemaining()) {//这里temp不为0是为了确保缓存区的有效内容不为空
          result.append((char)b1.get());
        }
        b1.clear();
      }
      fc1.close();
      f1.close();
    } catch (Exception e) {
      // TODO: handle exception
      throw new Exception(e.toString());
    }
    long endtime = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("Channel策略读文件花费了：" + (endtime - starttime) + "ms");
    return result.toString();
  }
  
  public void mywrite(String outString, String filename) throws Exception {
    // TODO 自动生成的方法存根
    long starttime = System.currentTimeMillis();
    try {
      FileOutputStream f1 = new FileOutputStream(filename);
      FileChannel fc1 = f1.getChannel();
      ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(outString.getBytes());
      fc1.write(buffer);
      fc1.close();
      f1.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
      // TODO 自动生成的 catch 块
      throw new Exception(e.toString());
    } catch (IOException e) {
      // TODO: handle exception
      throw new Exception(e.toString());
    }
    long endtime = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("Channel策略写文件花费了：" + (endtime - starttime) + "ms");
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    String outfilename = "src\\txt\\cd.txt";
    String outString = "This is channel strategy!";
    Channel myChannel = new Channel();
    try {
      myChannel.mywrite(outString, outfilename);
      System.out.println(myChannel.myread(outfilename));
    } catch (Exception e) {
      // TODO 自动生成的 catch 块
      e.printStackTrace();
    }
  }
}
           

运行结果