5. 彤哥说netty系列之Java NIO核心组件之Channel

你好，我是彤哥，本篇是netty系列的第五篇。

简介

上一章我们一起学习了如何使用java原生nio实现群聊系统，这章我们一起来看看java nio的核心组件之一——channel。

思维转变

首先，我想说的最重要的一个点是，学习nio思维一定要从bio那种一个连接一个线程的模式转变成多个连接（channel）共用一个线程来处理的这种思维。

1个connection = 1个socket = 1个channel，这几个概念可以看作是等价的，都表示一个连接，只不过是用在不同的场景中。

如果单从阻塞/非阻塞的角度来看的话，io可以分成两大类，一类是blocking io，一类是non-blocking io，像io五种模型中的后四种其实都可以看作是非阻塞型io，只是各自使用的手段不相同罢了。

在java中，我们说的非阻塞io或者说nio（new io）主要是指多路复用io，底层可以使用select/poll/epoll等技术实现。

另外，在java1.7的时候引入了nio2，这个主要是指异步io模型，也就是我们常说的aio，底层完全使用异步回调的方式来实现。

但是，由于aio这项技术在linux操作系统上还不太成熟，所以我们通常也不会说太多关于这方面的内容。

在后面我们学习netty的时候会再次讲到这三种io模型，可以看到netty是完全支持三种io的，但是它把oio（bio）和aio都给deprecated了，也进一步说明了aio的不成熟性。

好了，扯了一下思维转变的问题，下面正式进入今天的内容——java nio核心组件之channel。

channel

概念

我们先来看看java中对于channel的定义，位于java.nio.channels.channel类的注释上：

a nexus for i/o operations.
本文来源工从号彤哥读源码
a channel represents an open connection to an entity such as a hardware device, a file, a network socket, or a program component that is capable of performing one or more distinct i/o operations, for example reading or writing.

第一句，它是io操作的一种连接。

nexus, the means of connection between things linked in series.

第二句，channel代表到实体的开放连接，这个实体可以是硬件，文件，网络套接字，或者程序组件，并且可以执行一个或多个不同的io操作，例如，读或写。

简单点讲，channel就是实体与实体之间的连接，比如，操作文件可以使用filechannel，操作网络可以使用socketchannel等。

与流的区别

bio是面向流（stream）编程的，流又分成inputstream和outputstream，那么channel和stream有什么区别呢？

• channel可以同时支持读和写，而stream只能支持单向的读或写（所以分成inputstream和outputstream）

• channel支持异步读写，stream通常只支持同步

• channel总是读向（read into）buffer，或者写自（write from）buffer（有点绕，以channel为中心，从channel中读出数据到buffer，从buffer中往channel写入数据）

实现方式

下面列举了jdk中比较重要的实现方式：

• filechannel：操作文件
• datagramchannel：udp协议支持
• socketchannel：tcp协议支持
• serversocketchannel：监听tcp协议accept事件，之后创建socketchannel

例子

public class filechanneltest {
    public static void main(string[] args) throws ioexception {
        // 从文件获取一个filechannel
        filechannel filechannel = new randomaccessfile("d:\\object.txt", "rw").getchannel();
        // 声明一个byte类型的buffer
        bytebuffer buffer = bytebuffer.allocate(10);
        // 将filechannel中的数据读出到buffer中，-1表示读取完毕
        // buffer默认为写模式，本文来源工从号彤哥读源码
        // read()方法是相对channel而言的，相对buffer就是写
        while ((filechannel.read(buffer)) != -1) {
            // buffer切换为读模式
            buffer.flip();
            // buffer中是否有未读数据
            while (buffer.hasremaining()) {
                // 未读数据的长度
                int remain = buffer.remaining();
                // 声明一个字节数组
                byte[] bytes = new byte[remain];
                // 将buffer中数据读出到字节数组中
                buffer.get(bytes);
                // 打印出来
                system.out.println(new string(bytes, standardcharsets.utf_8));
            }
            // 清空buffer，为下一次写入数据做准备
            // clear()会将buffer再次切换为写模式
            buffer.clear();
        }
    }
}

可以看到，channel与buffer是息息相关的。注意这里的读写方法，调用者是谁就以谁为核心，channel.read()就表示从channel读出数据，buffer.get()就表示从buffer读出数据，这跟传统编程的角度不太一样的地方。

总结

今天我们学习了java nio核心组件之channel，它与传统bio中的流很类似但又有所区别，且经常与buffer联合起来使用，buffer又是什么呢？请听下回分解。

参考

挺不错的一个网站：

最后，也欢迎来我的工从号彤哥读源码系统地学习源码&架构的知识。