Java 使用newByteChannel(Channel IO)读写文件方法及示例代码

1､ByteChannel、SeekableByteChannel和newByteChannel

ByteChannel 接口提供了基本的读写功能，适用于字节流操作。它定义了两个主要方法：read() 和 write()，分别用于从通道读取字节和将字节写入通道。ByteChannel 适用于普通的文件操作，但没有提供关于文件位置的操作。

SeekableByteChannel 接口

SeekableByteChannel 是 ByteChannel 的扩展，提供了额外的功能，允许保持通道中的当前位置，并能够更改该位置。通过该接口，可以：

• 随机访问文件： 可以通过指定文件中的位置进行读取和写入操作，而不受文件内容顺序的限制。

• 截断文件： 支持截断文件至指定大小。

• 查询文件大小： 可以查询与通道关联的文件的当前大小。

这些功能使得对文件的随机访问成为可能，尤其在处理大文件时，能够高效地进行定位和访问操作。

newByteChannel 方法

newByteChannel 方法是 SeekableByteChannel 创建的关键方法之一，用于打开指定路径的文件并返回一个 SeekableByteChannel 实例。此方法提供了两种重载形式：

1. newByteChannel(Path, OpenOption...)：以指定的打开选项打开文件。

2. newByteChannel(Path, Set<? extends OpenOption>, FileAttribute<?>...)：以指定的打开选项和文件属性打开文件。

参数说明：

• Path：文件路径。

• OpenOption：指定文件打开的方式（如 READ、WRITE、APPEND 等）。

• FileAttribute：指定文件的属性（例如创建时间等）。

访问更高级功能

通过 SeekableByteChannel 创建的通道可进一步转换为 FileChannel，从而提供更多的高级功能，例如：

• 文件区域映射到内存：可以通过 FileChannel 将文件的某个区域直接映射到内存中，从而加快文件访问速度。

• 文件区域锁定：使用 FileChannel 可以锁定文件的某个区域，防止其他进程在该区域进行访问或修改。

读取与写入通道 I/O

SeekableByteChannel 支持读写操作，因此它必须指定 READ 选项才能打开用于读取的通道，或者指定 WRITE 或 APPEND 选项打开用于写入的通道。若未指定，则默认打开通道进行读取。

import java.nio.channels.*;
import java.nio.file.*;
import java.nio.*;
import java.io.IOException;

public class ByteChannelExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path path = Paths.get("example.txt");

        // 打开文件并获得 SeekableByteChannel 实例
        SeekableByteChannel channel = Files.newByteChannel(path, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.WRITE);
        
        // 读取数据
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        channel.read(buffer);
        buffer.flip();  // 准备读取数据
        while (buffer.hasRemaining()) {
            System.out.print((char) buffer.get());
        }

        // 写入数据
        buffer.clear();
        String data = "Hello, SeekableByteChannel!";
        buffer.put(data.getBytes());
        buffer.flip();
        channel.write(buffer);

        // 获取文件大小
        System.out.println("\nFile size: " + channel.size());

        // 关闭通道
        channel.close();
    }
}

2､使用newByteChannel读写文件

使用 newByteChannel 方法可以通过指定文件路径和打开选项（如 READ、WRITE、APPEND）创建一个 SeekableByteChannel 实例，该实例允许对文件进行随机读写操作。通过该通道，可以使用 read() 和 write() 方法来读取和写入字节数据，并支持更改文件中的当前位置，实现文件的高效访问和修改。同时，还可以查询文件大小或截断文件。

//读取文件
try (SeekableByteChannel sbc = Files.newByteChannel(file)) {
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(10);
//为这个平台读取正确编码的字节。如果
//你跳过这一步，你可能会看到像这样的东西
//当你希望看到拉丁风格的汉字时，就会想到汉字。
    String encoding = System.getProperty("file.encoding");
    while (sbc.read(buf) > 0) {
        buf.rewind();
        System.out.print(Charset.forName(encoding).decode(buf));
        buf.flip();
    }
} catch (IOException x) {
    System.out.println("caught exception: " + x);

以下示例是为UNIX和其他POSIX文件系统编写的，它创建具有一组特定文件权限的日志文件。此代码创建一个日志文件，或者如果已经存在则追加到该日志文件。创建的日志文件具有所有者的读/写权限和组的只读权限。

//写文件
import static java.nio.file.StandardOpenOption.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.file.*;
import java.nio.file.attribute.*;
import java.io.*;
import java.util.*;
public class LogFilePermissionsTest {
  public static void main(String[] args) {
    // 创建一组附加到文件的选项。
    Set<OpenOption> options = new HashSet<OpenOption>();
    options.add(APPEND);
    options.add(CREATE);
    // 创建自定义权限属性。
    Set<PosixFilePermission> perms =
      PosixFilePermissions.fromString("rw-r-----");
    FileAttribute<Set<PosixFilePermission>> attr =
      PosixFilePermissions.asFileAttribute(perms);
    // 将字符串转换为ByteBuffer。
    String s = "Hello World! ";
    byte data[] = s.getBytes();
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(data);
    Path file = Paths.get("./permissions.log");
    try (SeekableByteChannel sbc =
      Files.newByteChannel(file, options, attr)) {
      sbc.write(bb);
    } catch (IOException x) {
      System.out.println("Exception thrown: " + x);
    }
  }
}

相关文档：https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/io/file.html