第十四课时：输入/输出2

3、使用 Channel

Channel 类似于传统的流对象, 但与传统的流不同的是, Channel 有两个主要的区别:

• Channel 可以直接将指定文件的部分或全部映射成 Buffer
• 程序不能直接访问 Channel 中的数据, 包括读取, 写入都不行, Channel 只能与 Buffer 进行交互, 也就是说, 要从 Channel 中取得数据, 必须先用 Buffer 从 Channel 中取出一些数据, 然后让程序从 Buffer 中去除这些数据; 如果要将程序中的数据写入 Channel, 一样先让程序将数据放入 Buffer 中, 程序再将 Buffer 里的输入写入 Channel 中

Channel 是一个接口, 位于 java.nio.channels 包下,系统为该接口提供了 DatagramChannel, FileChannel, Pipe.SinkChannel, Pipe.SourceChannel, SelectableChannel, ServerSocketChannel, SocketChannel 等实现类.

所有的 Channel 都不应该通过构造起来直接创建, 而是通过传统的节点流 InputStream, OutputStream 的 getChannel 方法来返回对应的 Channel, 不同的节点流获得的 Channel 不一样, 例如 FileInputStream, FileOutputStream 的 getChannel 方法返回的是 FileChannel, 而 PipedInputStream 和 PipedOutputStream 的 getChannel 方法返回的是 Pipe.SinkChannel, Pipe.SourceChannel.

Channel 常用的三类方法是: map, read 和 write, 其中 map 方法用于将 Channel 对应的部分或全部数据映射成 ByteBuffer; 而 read 或 write 方法都有一些冲在形式, 这些方法用于从 Buffer 中读取数据或向 Buffer 里写入数据.

其 map 方法的方法签名为: MappedByteBuffer map(FileChannel.MapMode mode, long position, long size): 第一个参数执行映射式的模式, 分别有只读, 读写等模式, 第二三个参数用于控制将 Channel 的哪些数据映射成 ByteBuffer.

下面程序示范了直接将 FileChannel 的全部数据映射成 ByteBuffer 的效果:

import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileOutputStream;

import java.io.IOException;

import java.nio.CharBuffer;

import java.nio.MappedByteBuffer;

import java.nio.channels.FileChannel;

import java.nio.charset.Charset;

import java.nio.charset.CharsetDecoder;

public class FileChannelTest {

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

FileChannel inChannel = null;

FileChannel outChannel = null;

try

{

File f = new File("D:\\Java课程\\14\\NewIOProject\\src\\FileChannelTest.java");

// 创建 FileInputStream, 以该文件输入流创建 FileChannel

inChannel = new FileInputStream(f).getChannel();

// 将 FileChannel 里的全部数据映射成 ByteBuffer

MappedByteBuffer buffer = inChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, f.length());

// 使用 GBK 的字符集来创建编码器

Charset charset = Charset.forName("GBK");

// 以文件输出流创建 FileBuffer, 用以控制输出

outChannel = new FileOutputStream("a.txt").getChannel();

// 直接将 Buffer 里的数据全部输出

outChannel.write(buffer);

// 再次调用 buffer 的 clear() 方法, 复原 limti, position 的位置

buffer.clear();

// 创建解码器(CharsetDecoder)对象

CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();

// 使用解码器将 ByteBuffer 转换成 CharBuffer

CharBuffer charBuffer = decoder.decode(buffer);

// CharBuffer 的 toString 方法可以获取对应的字符串

System.out.println(charBuffer);

}

catch (IOException e) 

{

e.printStackTrace();

}

finally

{

try

{

if (inChannel != null)

{

inChannel.close();

}

if (outChannel != null)

{

outChannel.close();

}

}

catch (Exception e) 

{

e.printStackTrace();

}

}

}

}

不仅 InputStream, OutputStream 包含了 getChannel 方法, 在 RandomAccessFile 中也包含了一个 getChannel 方法, 由 RandomAccessFile 返回的 FileChannel 的只读还是读写的 Channel 则取决于 RandomAccessFile 打开文件的模式, 例如下面的程序将会把 a.txt 文件的内容复制出来, 追加到该文件的后面.

 

import java.io.File;

import java.io.FileOutputStream;

import java.io.RandomAccessFile;

import java.nio.ByteBuffer;

import java.nio.channels.FileChannel;

 

 

public class RandomAccessFileChannelTest {

public static void main(String[] args) {

FileChannel randomChannel = null;

File fb = null;

FileChannel outChannel = null;

try

{

File f = new File("a.txt");

// 创建一个 RandomAccessFile 对象

RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(f, "rw");

// 获取 RandomAccessFile 对应的 Channel

randomChannel = raf.getChannel();

// 将 Channel 中所有的数据映射成 ByteBuffer

ByteBuffer buffer = randomChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, raf.length());

// 把 Channel 的记录指针移动到最后

randomChannel.position(f.length());

// 将 buffer 中所有数据输出

randomChannel.write(buffer);

fb = new File("b.txt");

outChannel = new FileOutputStream(fb).getChannel();

outChannel.write(buffer);

}

catch (Exception e)

{

e.printStackTrace();

}

finally

{

try

{

if (randomChannel != null)

{

randomChannel.close();

}

if (outChannel != null)

{

outChannel.close();

}

}

catch (Exception e) 

{

e.printStackTrace();

}

}

}

}

如果担心 Channel 对应的文件过大, 使用 map 方法一次将所有文件内容映射到内存中因其性能下降，也可以使用 Channel 和 Buffer 传统的多次取数的方式：

import java.io.FileInputStream;

import java.io.IOException;

import java.nio.ByteBuffer;

import java.nio.CharBuffer;

import java.nio.channels.FileChannel;

import java.nio.charset.Charset;

import java.nio.charset.CharsetDecoder;

public class ReadFile {

public static void main(String[] args) {

FileChannel fcin = null;

try

{

// 创建文件输入流

FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\Java课程\\14\\NewIOProject\\src\\ReadFile.java");

// 创建一个 FileChannel

fcin = fis.getChannel();

// 定义一个 ByteBuffer 对象, 用于重复取数

ByteBuffer bbuffer = ByteBuffer.allocate(1024);

// 将 FileChannel 中数据放入 ByteBuffer 中

while ( fcin.read(bbuffer) != -1 )

{

// 锁定 Buffer 的空白区

bbuffer.flip();

// 创建 Charset 对象

Charset charset = Charset.forName("gb2312");

// 创建解码器 (CharsetDecoder) 对象

CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();

// 将 ByteBuffer 的内容转码

CharBuffer cbuffer = decoder.decode(bbuffer);

System.out.println(cbuffer.toString());

// 将 buffer 初始化, 为下一次取数据做准备

bbuffer.clear();

}

}

catch (IOException e)

{

e.printStackTrace();

}

finally

{

try

{

if (fcin != null)

{

fcin.close();

}

}

catch (IOException e)

{

e.printStackTrace();

}

}

}

}

4、编码集和 Charset

Charset 里提供了一个 availableCharset() 静态方法来获取当前 JDK 所支持的所有字符集, 所以程序可以使用如下程序来获取该 JDK 所支持的全部字符集.

import java.nio.charset.Charset; import java.util.SortedMap; public class CharsetTest { public static void main(String[] args) { // 获取全部字符集 SortedMap<String, Charset> map = Charset.availableCharsets(); for ( String alias : map.keySet() ) { // 输出字符记得别名和对应的 Charset 对象 System.out.println(alias + "-------->" + map.get(alias) ); } } }

运行结果:

Big5-------->Big5

Big5-HKSCS-------->Big5-HKSCS

EUC-JP-------->EUC-JP

EUC-KR-------->EUC-KR

GB18030-------->GB18030

GB2312-------->GB2312

GBK-------->GBK

IBM-Thai-------->IBM-Thai

IBM00858-------->IBM00858

IBM01140-------->IBM01140

IBM01141-------->IBM01141

IBM01142-------->IBM01142

IBM01143-------->IBM01143

IBM01144-------->IBM01144

IBM01145-------->IBM01145

IBM01146-------->IBM01146

IBM01147-------->IBM01147

IBM01148-------->IBM01148

IBM01149-------->IBM01149

IBM037-------->IBM037

IBM1026-------->IBM1026

IBM1047-------->IBM1047

IBM273-------->IBM273

IBM277-------->IBM277

IBM278-------->IBM278

IBM280-------->IBM280

IBM284-------->IBM284

IBM285-------->IBM285

IBM297-------->IBM297

IBM420-------->IBM420

IBM424-------->IBM424

IBM437-------->IBM437

IBM500-------->IBM500

IBM775-------->IBM775

IBM850-------->IBM850

IBM852-------->IBM852

IBM855-------->IBM855

IBM857-------->IBM857

IBM860-------->IBM860

IBM861-------->IBM861

IBM862-------->IBM862

IBM863-------->IBM863

IBM864-------->IBM864

IBM865-------->IBM865

IBM866-------->IBM866

IBM868-------->IBM868

IBM869-------->IBM869

IBM870-------->IBM870

IBM871-------->IBM871

IBM918-------->IBM918

ISO-2022-CN-------->ISO-2022-CN

ISO-2022-JP-------->ISO-2022-JP

ISO-2022-JP-2-------->ISO-2022-JP-2

ISO-2022-KR-------->ISO-2022-KR

ISO-8859-1-------->ISO-8859-1

ISO-8859-13-------->ISO-8859-13

ISO-8859-15-------->ISO-8859-15

ISO-8859-2-------->ISO-8859-2

ISO-8859-3-------->ISO-8859-3

ISO-8859-4-------->ISO-8859-4

ISO-8859-5-------->ISO-8859-5

ISO-8859-6-------->ISO-8859-6

ISO-8859-7-------->ISO-8859-7

ISO-8859-8-------->ISO-8859-8

ISO-8859-9-------->ISO-8859-9

JIS_X0201-------->JIS_X0201

JIS_X0212-1990-------->JIS_X0212-1990

KOI8-R-------->KOI8-R

KOI8-U-------->KOI8-U

Shift_JIS-------->Shift_JIS

TIS-620-------->TIS-620

US-ASCII-------->US-ASCII

UTF-16-------->UTF-16

UTF-16BE-------->UTF-16BE

UTF-16LE-------->UTF-16LE

UTF-32-------->UTF-32

UTF-32BE-------->UTF-32BE

UTF-32LE-------->UTF-32LE

UTF-8-------->UTF-8

windows-1250-------->windows-1250

windows-1251-------->windows-1251

windows-1252-------->windows-1252

windows-1253-------->windows-1253

windows-1254-------->windows-1254

windows-1255-------->windows-1255

windows-1256-------->windows-1256

windows-1257-------->windows-1257

windows-1258-------->windows-1258

windows-31j-------->windows-31j

x-Big5-Solaris-------->x-Big5-Solaris

x-euc-jp-linux-------->x-euc-jp-linux

x-EUC-TW-------->x-EUC-TW

x-eucJP-Open-------->x-eucJP-Open

x-IBM1006-------->x-IBM1006

x-IBM1025-------->x-IBM1025

x-IBM1046-------->x-IBM1046

x-IBM1097-------->x-IBM1097

x-IBM1098-------->x-IBM1098

x-IBM1112-------->x-IBM1112

x-IBM1122-------->x-IBM1122

x-IBM1123-------->x-IBM1123

x-IBM1124-------->x-IBM1124

x-IBM1381-------->x-IBM1381

x-IBM1383-------->x-IBM1383

x-IBM33722-------->x-IBM33722

x-IBM737-------->x-IBM737

x-IBM834-------->x-IBM834

x-IBM856-------->x-IBM856

x-IBM874-------->x-IBM874

x-IBM875-------->x-IBM875

x-IBM921-------->x-IBM921

x-IBM922-------->x-IBM922

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x-IBM933-------->x-IBM933

x-IBM935-------->x-IBM935

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x-IBM942-------->x-IBM942

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x-IBM943C-------->x-IBM943C

x-IBM948-------->x-IBM948

x-IBM949-------->x-IBM949

x-IBM949C-------->x-IBM949C

x-IBM950-------->x-IBM950

x-IBM964-------->x-IBM964

x-IBM970-------->x-IBM970

x-ISCII91-------->x-ISCII91

x-ISO-2022-CN-CNS-------->x-ISO-2022-CN-CNS

x-ISO-2022-CN-GB-------->x-ISO-2022-CN-GB

x-iso-8859-11-------->x-iso-8859-11

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