在Java中使用FileChannel和ByteBuffer对文件进行读写

过去，我讨论过RandomAccessFile以及如何将其用于在Java中进行更快的IO，在本Java NIO教程中，我们将了解如何通过使用FileChannel和ByteBuffer来使用读/写数据。

Channel提供了一种从文件读取数据的替代方法，它提供了比InputStream或OutputStream更好的性能。也可以在阻止和非阻止模式下打开它。虽然， FileChannles是读/写通道，并且它们始终处于阻塞状态 ，但不能将其置于非阻塞模式。 RandomAccessFile类将文件视为字节数组。

您可以在数组的任何位置写入数据，也可以从任何位置读取数据。为此，它使用保存当前位置的指针，并提供诸如seek()几种方法来移动该指针。一旦定位正确，就可以从RandomAccessFile获取FileChannel并开始从文件中读取数据。顺便说一下，JDK 7还引入了NIO 2，它使处理文件和目录变得更加容易。阅读Anghel Leonard 撰写的Pro Java 7 NIO.2以了解更多信息。

如何使用FileChannel和ByteBuffer读取/写入文件

在开始编码之前，让我们修改Java NIO中Channel和Buffer的基本概念。一言以蔽之，缓冲区与通道一起工作。通道是传输数据的管道，缓冲区是数据传输的源和目标。对于写操作，要写入的数据放置在缓冲区中，该缓冲区将传递到通道，而不是通道从缓冲区读取该数据并将其写入文件。

同样，在读取的情况下，通道会将数据放入您从文件，网络或任何其他来源提供的缓冲区中。由于相同的缓冲区用于读取和写入，即您将数据写入缓冲区，而通道将其读取以写入文件，因此，一旦完成写入缓冲区，就必须调用flip（）方法。 flip（）方法更改指针，并允许您从缓冲区读取数据。 Java中的缓冲区有三种类型，直接缓冲区，非直接缓冲区和映射缓冲区。在此示例中，我们将使用直接字节缓冲区。

使用FileChannel和Buffer读取/写入数据的步骤

这是逐步指南，开始使用RandomAccessFile ， FileChannel和ByteBuffer从文件读取数据：

在读取/写入模式下使用RandomAccessFile打开要读取/写入的文件。
调用RandomAccessFile的getChannel()方法以获取FileChannel。返回的通道的位置将始终等于getFilePointer()方法返回的此对象的文件指针偏移量。
使用ByteBuffer.allocate()方法创建一个ByteBuffer。
使用各种数据存储到字节缓冲区put()方法例如putInt() putLong()
翻转缓冲区，以便Channel可以从缓冲区读取数据并写入文件。 flip（）方法更改指针，并允许您从缓冲区读取数据。
调用FileChannel的write（）方法。
关闭文件通道
关闭RandomAccessFile。

要注意的另一个重要点是，可以使用相同的缓冲区进行读写，但是需要翻转它。现在，让我们看一个示例Java程序，该程序使用Java中的FileChannel和ByteBuffer从文件读取/写入数据。在Memory Mapped File之后，这是从Java中读取和写入文件的第二快的方法。

ByteBuffer FileChannel Java

Java程序，使用FileChannel和ByteBuffer从文件读取/写入

这是示例程序，以演示如何使用FileChannel和ByteBuffer类从文件（可以是二进制文件或文本文件）读取和写入数据。我还使用抽象来创建一个名为Persistable的接口，该接口提供了两种方法persist()和recover() 。任何实现此接口的对象都可以保存和加载，但是如何保存和加载它们则留给实现者，即可以像我们一样使用Chanel和Buffer，也可以使用旧方法在Java中读取/写入文件。。

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;/*** Java Program to read and write on RandomAccessFile in Java* using FileChannle and ByteBuffer.** @author Javin*/
public class FileChannelDemo {public static void main(String args[]) {Tablet ipad = new Tablet("Apple", true, 1000);System.out.println("Writing into RandomAcessFile : " + ipad);write("tablet.store", ipad);Tablet fromStore = new Tablet();read("tablet.store", fromStore);System.out.println("Object read from RandomAcessFile : " + fromStore);}/** Method to write data into File using FileChannel and ByteBuffeer*/public static void write(String filename, Persistable object) {try {// Creating RandomAccessFile for writingRandomAccessFile store = new RandomAccessFile("tablet", "rw");// getting FileChannel from fileFileChannel channel = store.getChannel();// creating and initializing ByteBuffer for reading/writing dataByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(2048);// an instance of Persistable writing into ByteBufferobject.persist(buffer);// flip the buffer for writing into filebuffer.flip();int numOfBytesWritten = channel.write(buffer); // writing into FileSystem.out.println("number of bytes written : " + numOfBytesWritten);channel.close(); // closing file channelstore.close(); // closing RandomAccess file} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}/** Method to read data from File using FileChannel and ByteBuffeer*/public static void read(String filename, Persistable object) {try {// Opening RandomAccessFile for reading dataRandomAccessFile store = new RandomAccessFile("tablet", "rw");// getting file channelFileChannel channel = store.getChannel();// preparing buffer to read data from fileByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);// reading data from file channel into bufferint numOfBytesRead = channel.read(buffer);System.out.println("number of bytes read : " + numOfBytesRead);// You need to filp the byte buffer before readingbuffer.flip();// Recovering objectobject.recover(buffer);channel.close();store.close();} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

我们的界面为抽象的读写机制。这也是提供抽象的接口的实际用法，将要做的事情与要做的事情分开。像这个界面，只说坚持并恢复，不说你怎么做。

interface Persistable {public void persist(ByteBuffer buffer);public void recover(ByteBuffer buffer);
}

实现Persistable使其可读写的具体类：

class Tablet implements Persistable {private String brand;private boolean isCellular;private long cost; // in US Dollarspublic Tablet() {brand = "";}public Tablet(String brand, boolean isCellular, long cost) {this.brand = brand;this.isCellular = isCellular;this.cost = cost;}public final String getBrand() {return brand;}public final boolean isCellular() {return isCellular;}public final long getCost() {return cost;}public final void setBrand(String brand) {this.brand = brand;}public final void setCellular(boolean isCellular) {this.isCellular = isCellular;}public final void setCost(long cost) {this.cost = cost;}@Overridepublic void persist(ByteBuffer buffer) {byte[] strBytes = brand.getBytes();buffer.putInt(strBytes.length);buffer.put(strBytes, 0, strBytes.length);buffer.put(isCellular == true ? (byte) 1 : (byte) 0);buffer.putLong(cost);}@Overridepublic void recover(ByteBuffer buffer) {int size = buffer.getInt();byte[] rawBytes = new byte[size];buffer.get(rawBytes, 0, size);this.brand = new String(rawBytes);this.isCellular = buffer.get() == 1 ? true : false;this.cost = buffer.getLong();}@Overridepublic String toString() {return "Tablet [brand=" + brand + ", isCellular=" + isCellular + ", cost=" + cost + "]";}}Output:
Writing into RandomAcessFile : Tablet [brand=Apple, isCellular=true, cost=1000]
number of bytes written : 18
number of bytes read : 1024
Object read from RandomAcessFile : Tablet [brand=Apple, isCellular=true, cost=1000]