实现getChannel()+非直接缓冲区

原创

用户7108768

修改于 2021-09-26 17:47:55

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直接缓冲区

只有ByteBuffer可以获得直接缓冲区，通过allocateDirect()获取的缓冲区为直接缓冲区，这些缓冲区是建立在物理内存之中的。

public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {
    return new DirectByteBuffer(capacity);
}

DirectByteBuffer(int cap) {                   // package-private
	...
    // 申请物理内存
	boolean pa = VM.isDirectMemoryPageAligned();
	...
}

直接缓冲区通过在操作系统和JVM之间创建物理内存映射文件加快缓冲区数据读/写入物理磁盘的速度。放到物理内存映射文件中的数据就不归应用程序控制了，操作系统会自动将物理内存映射文件中的数据写入到物理内存中。

通道(Channel)

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 。

应用程序进行读写操作调用函数时，底层调用的操作系统提供给用户的读写API，调用这些API时会生成对应的指令，CPU则会执行这些指令。在计算机刚出现的那段时间，所有读写请求的指令都有CPU去执行，过多的读写请求会导致CPU无法去执行其他命令，从而CPU的利用率降低。

后来，DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)出现了。当IO请求传到计算机底层时，DMA会向CPU请求，让DMA去处理这些IO操作，从而可以让CPU去执行其他指令。DMA处理IO操作时，会请求获取总线的使用权。当IO请求过多时，会导致大量总线用于处理IO请求，从而降低效率 。

于是便有了Channel(通道)，Channel相当于一个专门用于IO操作的独立处理器，它具有独立处理IO请求的能力，当有IO请求时，它会自行处理这些IO请求。

Java Channel

本地文件IO
- FileChannel
网络IO
- SocketChanel、ServerSocketChannel：用于TCP传输
- DatagramChannel：用于UDP传输

获得通道的方法

对象调用getChannel() 方法

获取通道的一种方式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

例子：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.nio.channels.DatagramChannel;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.file.Paths;

public class demo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 本地通道
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("zwt");
        FileChannel channel1 = fileInputStream.getChannel();

        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("zwt");
        FileChannel channel2 = fileOutputStream.getChannel();

        // 网络通道
        Socket socket = new Socket();
        SocketChannel channel3 = socket.getChannel();

        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket();
        ServerSocketChannel channel4 = serverSocket.getChannel();

        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
        DatagramChannel channel5 = datagramSocket.getChannel();

        // 最后要关闭通道


        FileChannel open = FileChannel.open(Paths.get("zwt"));

        SocketChannel open1 = SocketChannel.open();

    }
}