Java NIO(四)--FileChannel

一、概述

NIO 中FileChannel可以理解为一个连接到文件的通道，可以通过FileChannel对文件进行读写； FileChannel没有非阻塞模式，读写都只有阻塞的方式；

二、操作

打开FileChannel 

RandomAccessFile fromFile = new RandomAccessFile("D:/fromFile.txt", "rw");//获取channelFileChannel fromChannel = fromFile.getChannel();
从FileChannel读取数据 
首先，分配一个Buffer。从FileChannel中读取的数据将被读到Buffer中。 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。如：
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024*4);  int bytesRead = inChannel.read(buf);  
向FileChannel写数据 
使用FileChannel.write()方法向FileChannel写数据，该方法的参数是一个Buffer。如：
String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024*4);  buf.clear();  buf.put(newData.getBytes());    buf.flip();    while(buf.hasRemaining()) {      channel.write(buf);  }  注意FileChannel.write()是在while循环中调用的。因为无法保证write()方法一次能向FileChannel写入多少字节，因此需要重复调用write()方法，直到Buffer中已经没有尚未写入通道的字节。 
关闭FileChannel 
用完FileChannel后必须将其关闭。如： 
channel.close();  
FileChannel的position方法 
有时可能需要在FileChannel的某个特定位置进行数据的读/写操作。可以通过调用position()方法获取FileChannel的当前位置。 也可以通过调用position(long pos)方法设置FileChannel的当前位置。 这里有两个例子： 
long pos = channel.position();  channel.position(pos +123);  如果将位置设置在文件结束符之后，然后试图从文件通道中读取数据，读方法将返回-1 —— 文件结束标志。 如果将位置设置在文件结束符之后，然后向通道中写数据，文件将撑大到当前位置并写入数据。这可能导致“文件空洞”，磁盘上物理文件中写入的数据间有空隙。 
FileChannel的size方法 
FileChannel实例的size()方法将返回该实例所关联文件的大小。如： 
long fileSize = channel.size();  
FileChannel的truncate方法 
可以使用FileChannel.truncate()方法截取一个文件。截取文件时，文件将中指定长度后面的部分将被删除。如：
channel.truncate(1024);  这个例子截取文件的前1024个字节。 
FileChannel的force方法 
FileChannel.force()方法将通道里尚未写入磁盘的数据强制写到磁盘上。出于性能方面的考虑，操作系统会将数据缓存在内存中，所以无法保证写入到FileChannel里的数据一定会即时写到磁盘上。要保证这一点，需要调用force()方法。 force()方法有一个boolean类型的参数，指明是否同时将文件元数据（权限信息等）写到磁盘上。 下面的例子同时将文件数据和元数据强制写到磁盘上： 
channel.force(true);  
示例
对于资源文件，操作完都是需要关闭的；以下是一个完成读写实例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {	RandomAccessFile fromFile = new RandomAccessFile("src//a.txt", "rw");	RandomAccessFile toFile = new RandomAccessFile("src//b.txt", "rw");	// 获取channel	FileChannel fromChannel = fromFile.getChannel();	FileChannel toChannel = toFile.getChannel();	// 定义缓冲大小	int bufSize = 1024 * 4;	// 定义缓冲	ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(bufSize);	int len = 0;	// 将数据从源channel写入到缓冲区	while ((len = fromChannel.read(byteBuffer)) != -1) {		// 切换到读模式		byteBuffer.flip();		while (byteBuffer.hasRemaining()) {			// 读取缓冲区数据写到目标channel			toChannel.write(byteBuffer);		}		// 清空缓冲		byteBuffer.clear();	}	// 释放资源	toChannel.close();	fromChannel.close();	toFile.close();	fromFile.close();}缓冲区的hasRemainning方法返回一个boolean,标识缓冲区中是否还有数据没有读取，写入FileChannel必须在一个循环中，因为write方法无法保证缓冲区的数据一次全部写入；
通过FileChannel直接传输
在两个通道间传输数据，如果其中有一个是FileChannel，可以不使用缓冲区读出、写入的方式进行传输，可以使用FileChannel的transferFrom 和 transferTo 方法；
1. transferFrom
public long transferFrom(ReadableByteChannel src, long position, long count) throws IOException; 该方法可以从其他通道直接将数据传输到fileChannel,position参数表示从position开始先目标文件写入数据，count参表示最多写入的数据量，但是不一定会写入这个参数的数据量，如果来源通道没有那么多可读数据的话；该方法返回一个long值表示成功写入通道的数据量；
2. transferTo
public abstract long transferTo(long position, long count, WritableByteChannel target) throws IOException; 改方法与transferFrom相反，是将FileChannel的数据直接写入到目标通道，position参数表示从position位置开始读取数据写入，count参数表示要写入数据的大小，但是不一定写入这个参数的数据量，如果这个fileChannel没有那么多数据可以读取的话；该方法返回一个long值，表示实际写入目标通道的数据量；以下是一个通过transferFrom/transferTo方法复制文件的实例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {        RandomAccessFile fromFile = new RandomAccessFile("src//a.txt", "rw");        RandomAccessFile inFile = new RandomAccessFile("src//a.txt", "rw");        FileChannel fromChannel = fromFile.getChannel();        FileChannel inChannel = inFile.getChannel();        int position = 0;        long count = fromChannel.size();        long successCount = inChannel.transferFrom(fromChannel, position, count);        //long successCount = fromChannel.transferTo(position, count, inChannel);        System.out.PRintln(successCount);    }
文件锁定
FileChannel的锁，与一般的对象锁相似，都是劝告式锁；获取锁后，它不阻止任何形式的数据访问，而是与对象锁相似，程序中可以通过它进行多线程间协调（线程安全处理）；
通过FileChannel的lock方法，可以锁定整个文件或指定一部分；         请求获取的锁有两种：共享锁和排它锁；共享锁可以获取多个，而排它锁只能获取到一个；由于不同的操作系统对文件系统锁的实现方式不一样，有些实现了共享锁，而另外一些只实现了排它锁；
以下是一个获取文件锁的实例代码，可以通过同时运行多个观察效果：
public static void main(String[] args) throws Exception {        RandomAccessFile fromFile = new RandomAccessFile("src//a.txt", "rw");        FileChannel fromChannel = fromFile.getChannel();        System.out.println("trying to lock file...");        int start = 0;        int end = 10;        FileLock fileLock = fromChannel.lock(start, end, false);        System.out.println("after lock");        System.out.println("pause...");        Thread.sleep(8000);        System.out.println("releasing file lock");        fileLock.release();        System.out.println("after release.");        fromChannel.close();        fromFile.close();    }lock 方法中，start、end参数指定锁定文件的部分，第三个boolean参数，true：表示获取共享锁，false：表示获取排它锁； 还有一个lock()无参的方法，实际是调用：
public final FileLock lock() throws IOException {        return lock(0L, Long.MAX_VALUE, false);}由于不是全部操作系统都支持共享锁，所以就算请求获取共享锁，但是也可能会返回一个排它锁，可以通过isShare方法确定锁类型：
fileLock.isShared();对此，我们不如直接只使用排它锁，而不是进行isShare逻辑的判断。