Channel总结

0. Channel 接口

A nexus for I/O operations.

代表 I/O 操作的联结(nexus: 联结，联系，关系)

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.

channel 代表和一个entity打开的连接。entity 表示硬件设备，文件，网络socket,或者是一个可以执行I/O操作，例如 read & write 操作的程序组件。

A channel is either open or closed. A channel is open upon creation, and once closed it remains closed. Once a channel is closed, any attempt to invoke an I/O operation upon it will cause a ClosedChannelException to be thrown. Whether or not a channel is open may be tested by invoking its isOpen method.

Channel 表示一种连接，所以其状态有打开和关闭两种。当前 channel 被创建的时候处于 Open 状态，一旦关闭之后就处于 closed 状态。

一旦 channel 被关闭，所有在其上的 I/O 操作将都会出现 ClosedChannelException

Channels are, in general, intended to be safe for multithreaded access as described in the specifications of the interfaces and classes that extend and implement this interface.

channel 通常上来说是线程安全的。

具体看实现这个接口的子类。

关于某个特定的Channel，其对并发访问的支持参考对应的 java doc

1. Channel 的异步关闭

继承自 AbstractInterruptibleChannel 的类都可以进行异步关闭和中断。

其实应该说是可以进行安全的异步关闭和中断。

安全体现在两点：

Channel占用的系统资源被正常的回收

AbstractInterruptibleChannel.implCloseChannel 这个方法会被调用，这个方法用来执行资源清理和回收。
客户代码会得到正确的通知

一旦 Channel 被关闭，再次向 Channel 中进行 read & write 操作时，read 和 write 方法会抛出 ClosedChannelException。

客户代码可以通过捕获这个异常，从而实现对异步关闭进行合理的业务处理。从而增强代码的健壮性。

其实，这两点特性，可以和 java.net.Socket 进行比较。Socket 的IO是，基于 Inputstream & Outputstream 。基于 Stream 的IO，只会抛出 IOException,无法得到更多的异常信息。而基于 Channel 的IO，其 read & write 方法都会抛出更加明确的异常信息，便于客户代码进行进一步处理。

2. Channel 的并发

这几种 Channel 都支持并发读写。

2.1 FileChannel

public class FileChannelImpl extends FileChannel {
    // Lock for operations involving position and size
    private final Object positionLock = new Object();
    
    public int read(ByteBuffer dst) throws IOException {

        synchronized (positionLock) {
			// ...
        }
    }
    
    public int write(ByteBuffer src) throws IOException {

        synchronized (positionLock) {
			// ...
        }
    }
}

读写等会改变Channel状态（文件的offset）的方法，使用 positionLock 来进行保护。

2.2 SocketChannel

class SocketChannelImpl extends SocketChannel implements SelChImpl{
    // Lock held by current reading or connecting thread
    private final Object readLock = new Object();

    // Lock held by current writing or connecting thread
    private final Object writeLock = new Object();
    
    // ...
}

当执行 read 操作的时候使用 readLock

当执行 write 操作的时候使用 writeLock

由此可见 Channel 是支持并发的。

2.3 DatagramChannel

和 SocketChannel 类似，在进行读写操作时分别加锁。