Netty：Java 领域网络编程的王者

一、简介

1. 课程背景

分布式系统的根基在于网络编程，而 Netty 是 Java 领域网络编程的王者。

2. 课程内容

• 第一部分 NIO 编程，三大组件
• 第二部分 Netty 入门学习，EventLoop、Channel、Future、Pipeline、Handler、ByteBuf
• 第三部分 Netty 进阶学习，粘包半包的解决方法、协议的设计、序列化知识
• 第四部分 Netty 常见参数的学习及优化
• 第五部分 源码

二、NIO 基础

non Blocking IO 非阻塞 IO

1. 三大组件

1.1 Channel & Buffer

channel 有一点类似于 stream，它就是读写数据的双向通道，可以从 channel 将数据读入 buffer，也可以将 buffer 的数据写入 channel，而之前的 stream 要么是写入，要么是输出。常见的 Channel 有：- FileChannel

• DatagramChannel
• SocketChannel
• ServerSocketChannel

buffer 则用来缓冲读写数据，常见的 buffer 有：- ByteBuffer

• MappedByteBuffer

• DirectByteBuffer

• HeapByteBuffer

• Short/Int/Long/Float/Double/Char Buffer

1.2 Selector

使用多线程技术为每个连接分别开辟一个线程，分别去处理对应的 socket 连接 :exclamation: 多线程缺点- 内存占用高

• 线程上下文切换成本高
• 只适合连接数较少的场景

使用线程池技术使用线程池，让线程池中的线程去处理连接 这种方式存在以下几个问题：- 阻塞模式下，线程仅能处理一个连接

• 仅适合短连接场景

使用 Selectorselector 的作用就是配合一个线程来管理多个 channel（fileChannel 因为是阻塞式的，所以无法使用 selector），获取这些 channel 上发生的事件，这些 channel 工作在非阻塞模式下，当一个 channel 中没有执行任务时，可以去执行其他 channel 中的任务。适合连接数多，但流量较少的场景。 若事件未就绪，调用 selector 的 select() 方法会阻塞线程，直到 channel 发生了就绪事件。这些事件就绪后，select 方法就会返回这些事件交给 thread 来处理。

2.ByteBuffer

使用案例

有一普通文本文件 data.txt 内容为

1234567890abc

使用 FileChannel 来读取文件内容

@Slf4j
public class TestByteBuffer {
    public static void main(String[] args) {
        // FileChannel
        // 1.输入输出流 2.RandomAccessFile
        try {
            FileChannel fileChannel = new FileInputStream("data.txt").getChannel();
            // 准备缓冲区
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(10);
            // 从 Channel 中读取数据，向 Buffer 写入
            int len;
            while ((len = fileChannel.read(buf)) != -1) {
                log.info("读取到的字节：{}", len);
                buf.flip(); // 切换至读模式
                log.debug("输出内容为：{}", new String(buf.array(), 0, len));
//                while (buf.hasRemaining()) { // 是否还剩余数据
//                    byte b = buf.get();
//                    log.debug("输出内容为：{}", (char) b);
//                }
                // 切换为写模式
                buf.clear();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.1 ByteBuffer 使用步骤

1. 向 buffer 写入数据，e.g. 调用 channel.read(buf)
2. 调用 flip() 切换至读模式
3. 向 buffer 读取数据，e.g. 调用 buf.get()
4. 调用 clear() 或 compact() 切换至写模式
5. 重复 1~4 步骤

2.2 ByteBuffer 结构

核心属性

字节缓冲区的父类 Buffer 中有几个核心属性，如下：

// Invariants: mark <= position <= limit <= capacity
private int mark = -1;
private int position = 0;
private int limit;
private int capacity;

• capacity：缓冲区的容量。通过构造函数赋予，一旦设置，无法更改。
• limit：缓冲区的界限。位于 limit 后的数据不可读写。缓冲的限制不能为负，并且不能大于其容量。
• position：下一个读写位置的索引（类似 PC）。缓冲区的位置不能为负，并且不能大于 limit。
• mark：记录当前 position 的值。position 被改变后，可以通过调用 reset() 方法恢复到 mark 的位置。

核心方法：

put() 方法

• put() 方法可以将一个数据放入缓冲区
• 进行该操作后，position 的值会 +1，指向下一个可以放入的位置。capacity = limit。

flip() 方法

• flip() 方法会切换对缓冲区的操作模式，由写 -> 读 / 读 -> 写
• 进行该操作后
• 如果是 写模式 -> 读模式，position = 0，limit 指向最后一个元素的下一个位置，capacity 不变
• 如果是读 -> 写，则恢复为 put() 方法中的值

get()方法

• get() 方法会读取缓冲区中的一个值
• 进行该操作后，position 会 +1，如果超过了 limit 则会抛出异常
• 注意：get(i)方法不会改变 position 的值

rewind() 方法

• 该方法只能在读写模式下使用
• rewind() 方法后，会恢复 position、limit 和 capacity 的值，变为进行 get() 前的值

clean() 方法

• clean() 方法会将缓冲区中的各个属性恢复为最初的状态，position = 0，capacity = limit
• 此时，缓冲区的数据依然存在，处于“被遗忘”状态，下次进行写操作时会覆盖这些数据

mark()和reset()方法

• mark() 方法会将 position 的值保存到 mark 属性中
• reset() 方法会将 position 的值改为 mark 中保存的值

compact() 方法

此方法为 ByteBuffer 的方法，而不是 Buffer 的方法

• compact() 会把未读完的数据向前压缩，然后切换到写模式
• 数据前移后，原位置的值并未清零，写时会覆盖之前的值

2.2 ByteBuffer 结构

ByteBuffer 有以下重要属性

• capacity
• position
• limit

刚开始

0021

写模式下，position 是写入位置，limit 等于容量，下图表示写入了 4 个字节后的状态。

0018

flip 动作发生后，position 切换为读取位置，limit 切换为读取限制。

读取 4 个 byte 后，状态：

clear 动作发生后，状态变为一开始。

compact() 方法，是把未读完的部分向前压缩，然后切换至写模式。

调试工具类

导入依赖：

<dependency>
  <groupId>io.netty</groupId>
  <artifactId>netty-all</artifactId>
  <version>4.1.51.Final</version>
</dependency>

public class ByteBufferUtil {
    private static final char[] BYTE2CHAR = new char[256];
    private static final char[] HEXDUMP_TABLE = new char[256 * 4];
    private static final String[] HEXPADDING = new String[16];
    private static final String[] HEXDUMP_ROWPREFIXES = new String[65536 >>> 4];
    private static final String[] BYTE2HEX = new String[256];
    private static final String[] BYTEPADDING = new String[16];

    static {
        final char[] DIGITS = "0123456789abcdef".toCharArray();
        for (int i = 0; i < 256; i++) {
            HEXDUMP_TABLE[i << 1] = DIGITS[i >>> 4 & 0x0F];
            HEXDUMP_TABLE[(i << 1) + 1] = DIGITS[i & 0x0F];
        }

        int i;

        // Generate the lookup table for hex dump paddings
        for (i = 0; i < HEXPADDING.length; i++) {
            int padding = HEXPADDING.length - i;
            StringBuilder buf = new StringBuilder(padding * 3);
            for (int j = 0; j < padding; j++) {
                buf.append("   ");
            }
            HEXPADDING[i] = buf.toString();
        }

        // Generate the lookup table for the start-offset header in each row (up to 64KiB).
        for (i = 0; i < HEXDUMP_ROWPREFIXES.length; i++) {
            StringBuilder buf = new StringBuilder(12);
            buf.append(NEWLINE);
            buf.append(Long.toHexString(i << 4 & 0xFFFFFFFFL | 0x100000000L));
            buf.setCharAt(buf.length() - 9, '|');
            buf.append('|');
            HEXDUMP_ROWPREFIXES[i] = buf.toString();
        }

        // Generate the lookup table for byte-to-hex-dump conversion
        for (i = 0; i < BYTE2HEX.length; i++) {
            BYTE2HEX[i] = ' ' + StringUtil.byteToHexStringPadded(i);
        }

        // Generate the lookup table for byte dump paddings
        for (i = 0; i < BYTEPADDING.length; i++) {
            int padding = BYTEPADDING.length - i;
            StringBuilder buf = new StringBuilder(padding);
            for (int j = 0; j < padding; j++) {
                buf.append(' ');
            }
            BYTEPADDING[i] = buf.toString();
        }

        // Generate the lookup table for byte-to-char conversion
        for (i = 0; i < BYTE2CHAR.length; i++) {
            if (i <= 0x1f || i >= 0x7f) {
                BYTE2CHAR[i] = '.';
            } else {
                BYTE2CHAR[i] = (char) i;
            }
        }
    }

    /**
     * 打印所有内容
     * @param buffer
     */
    public static void debugAll(ByteBuffer buffer) {
        int oldlimit = buffer.limit();
        buffer.limit(buffer.capacity());
        StringBuilder origin = new StringBuilder(256);
        appendPrettyHexDump(origin, buffer, 0, buffer.capacity());
        System.out.println("+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+");
        System.out.printf("position: [%d], limit: [%d]\n", buffer.position(), oldlimit);
        System.out.println(origin);
        buffer.limit(oldlimit);
    }

    /**
     * 打印可读取内容
     * @param buffer
     */
    public static void debugRead(ByteBuffer buffer) {
        StringBuilder builder = new StringBuilder(256);
        appendPrettyHexDump(builder, buffer, buffer.position(), buffer.limit() - buffer.position());
        System.out.println("+--------+-------------------- read -----------------------+----------------+");
        System.out.printf("position: [%d], limit: [%d]\n", buffer.position(), buffer.limit());
        System.out.println(builder);
    }

    private static void appendPrettyHexDump(StringBuilder dump, ByteBuffer buf, int offset, int length) {
        if (isOutOfBounds(offset, length, buf.capacity())) {
            throw new IndexOutOfBoundsException(
                    "expected: " + "0 <= offset(" + offset + ") <= offset + length(" + length
                            + ") <= " + "buf.capacity(" + buf.capacity() + ')');
        }
        if (length == 0) {
            return;
        }
        dump.append(
                "         +-------------------------------------------------+" +
                        NEWLINE + "         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |" +
                        NEWLINE + "+--------+-------------------------------------------------+----------------+");

        final int startIndex = offset;
        final int fullRows = length >>> 4;
        final int remainder = length & 0xF;

        // Dump the rows which have 16 bytes.
        for (int row = 0; row < fullRows; row++) {
            int rowStartIndex = (row << 4) + startIndex;

            // Per-row prefix.
            appendHexDumpRowPrefix(dump, row, rowStartIndex);

            // Hex dump
            int rowEndIndex = rowStartIndex + 16;
            for (int j = rowStartIndex; j < rowEndIndex; j++) {
                dump.append(BYTE2HEX[getUnsignedByte(buf, j)]);
            }
            dump.append(" |");

            // ASCII dump
            for (int j = rowStartIndex; j < rowEndIndex; j++) {
                dump.append(BYTE2CHAR[getUnsignedByte(buf, j)]);
            }
            dump.append('|');
        }

        // Dump the last row which has less than 16 bytes.
        if (remainder != 0) {
            int rowStartIndex = (fullRows << 4) + startIndex;
            appendHexDumpRowPrefix(dump, fullRows, rowStartIndex);

            // Hex dump
            int rowEndIndex = rowStartIndex + remainder;
            for (int j = rowStartIndex; j < rowEndIndex; j++) {
                dump.append(BYTE2HEX[getUnsignedByte(buf, j)]);
            }
            dump.append(HEXPADDING[remainder]);
            dump.append(" |");

            // Ascii dump
            for (int j = rowStartIndex; j < rowEndIndex; j++) {
                dump.append(BYTE2CHAR[getUnsignedByte(buf, j)]);
            }
            dump.append(BYTEPADDING[remainder]);
            dump.append('|');
        }

        dump.append(NEWLINE +
                "+--------+-------------------------------------------------+----------------+");
    }

    private static void appendHexDumpRowPrefix(StringBuilder dump, int row, int rowStartIndex) {
        if (row < HEXDUMP_ROWPREFIXES.length) {
            dump.append(HEXDUMP_ROWPREFIXES[row]);
        } else {
            dump.append(NEWLINE);
            dump.append(Long.toHexString(rowStartIndex & 0xFFFFFFFFL | 0x100000000L));
            dump.setCharAt(dump.length() - 9, '|');
            dump.append('|');
        }
    }

    public static short getUnsignedByte(ByteBuffer buffer, int index) {
        return (short) (buffer.get(index) & 0xFF);
    }
}

测试：

public static void main(String[] args) {
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16);
    // 向 buffer 写入一个数据
    buffer.put((byte) 97);
    debugAll(buffer);
    // 获取数据
    buffer.flip();
    debugAll(buffer);
    System.out.println((char) buffer.get());
    debugAll(buffer);
    // 使用 compact() 切换模式
    buffer.compact();
    debugAll(buffer);
    // 再次写入
    buffer.put((byte) 98);
    buffer.put((byte) 99);
    debugAll(buffer);

}

结果：

10:01:36.720 [main] DEBUG io.netty.util.internal.logging.InternalLoggerFactory - Using SLF4J as the default logging framework
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [1], limit: [16]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 61 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |a...............|
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [0], limit: [1]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 61 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |a...............|
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
a
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [1], limit: [1]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 61 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |a...............|
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [0], limit: [16]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 61 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |a...............|
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [2], limit: [16]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 62 63 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |bc..............|
+--------+-------------------------------------------------+----------------+

2.3 ByBuffer 常见方法

分配空间 allocate()

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(16);

向 buffer 写入数据

• 调用 channel 的 read() 方法
• 调用 buffer 的 put() 方法

int read = channel.read(buf);
// 第二种
buf.put((byte) 97);

从 buffer 读取数据

• 调用 channel 的 write() 方法
• 调用 buffer 的 get() 方法

int writeBytes = channel.write(buf);
byte b = buf.get();

get() 方法会让 position 读指针后移，如果想重复读取数据

• 可以调用 rewind() 方法将 position 重置为 0.

  public final Buffer rewind() {
    position = 0;
    mark = -1;
    return this;
  }

• 或者调用 <span style="font-size: 14px;">get(int i) 获取索引 i 的内容，不会移动读指针。

mark() and reset()

mark 是在读取时，做一个标记，即使 position 改变，只要调用 reset 就能够回到 mark 的位置

注意：

rewind() 和 flip() 都会清楚 mark 位置。

字符串与 ByteBuffer 互转

// 字符串与 ByteBuffer 互转
// 1.还是写模式
byte[] bytes = "hello".getBytes();
ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(16);
buf2.put(bytes);
debugAll(buf2);
// 2.Charset，切换到读模式
ByteBuffer buf3 = StandardCharsets.UTF_8.encode("hello");
debugAll(buf3);
// 3.wrap() 方法，切换到读模式
ByteBuffer buf4 = ByteBuffer.wrap("hello".getBytes());
debugAll(buf4);
System.out.println((char) buf4.get()); // h

// ByteBuffer --> String
String buf2Str = StandardCharsets.UTF_8.decode(buf3).toString();
System.out.println(buf2Str);

Buffer 的线程安全

Buffer 是非线程安全的。

2.4 Scattering Reads

分散读取，有一个文本文件

onttwothree

使用如下方式读取，可以将数据填充至多个 buffer

// 分散读取
try {
    FileChannel channel = new RandomAccessFile("words.txt", "r").getChannel();
    ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(3);
    ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(3);
    ByteBuffer buf3 = ByteBuffer.allocate(5);
    channel.read(new ByteBuffer[]{buf1, buf2, buf3});
    buf1.flip();
    buf2.flip();
    buf3.flip();
    debugAll(buf1);
    debugAll(buf2);
    debugAll(buf3);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

12:58:55.475 [main] DEBUG io.netty.util.internal.logging.InternalLoggerFactory - Using SLF4J as the default logging framework
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [0], limit: [3]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 6f 6e 65                                        |one             |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [0], limit: [3]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 74 77 6f                                        |two             |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [0], limit: [5]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 74 68 72 65 65                                  |three           |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+

2.5 Gathering Writes

try {
    RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("words2.txt", "rw");
    FileChannel channel = file.getChannel();
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4);
    ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(4);
    channel.position(11);
    buf.put(new byte[]{'f', 'o', 'u', 'r'});
    buf2.put(new byte[]{'f', 'i', 'v', 'e'});
    buf.flip();
    buf2.flip();
    debugAll(buf);
    debugAll(buf2);
    channel.write(new ByteBuffer[]{buf, buf2});
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

13:05:19.694 [main] DEBUG io.netty.util.internal.logging.InternalLoggerFactory - Using SLF4J as the default logging framework
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [0], limit: [4]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 66 6f 75 72                                     |four            |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [0], limit: [4]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 66 69 76 65                                     |five            |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+

2.6 粘包、半包现象

网络上有多条数据发送给服务端，数据之间使用 \n 进行分隔；但由于某种原因这些数据在接收时，被进行了重新组合，例如原始数据有 3 条为：

hello, world\n
I'm zhangsan\n
How are you?\n

变成了下面的两个 ByteBuffer

hello, world\nI'm zhangsan\nHo
w are you?\n

要求编写程序，将错乱的数据恢复成原始的 \n 分隔的数据。

public static void main(String[] args) {
    // 黏包、半包
    ByteBuffer source = ByteBuffer.allocate(32);
    source.put("Hello, world\nI'm zhangsan\nHo".getBytes());
    split(source);
    source.put("w are you?\n".getBytes());
    split(source);
}

private static void split(ByteBuffer source) {
    // 传进来的参数是写模式，切换到读模式
    source.flip();
    for (int i = 0; i < source.limit(); i++) {
        if (source.get(i) == '\n') {
            int len = i + 1 - source.position();
            // 把这条完整的消息写入到新的 ByteBuffer
            ByteBuffer target = ByteBuffer.allocate(len);
            for (int j = 0; j < len; j++) {
                target.put(source.get());
            }
            debugAll(target);
        }
    }
    // 切换到写模式，有些数据被拆分，所以使用 compact()
    source.compact();
}

13:26:33.581 [main] DEBUG io.netty.util.internal.logging.InternalLoggerFactory - Using SLF4J as the default logging framework
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [13], limit: [13]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 48 65 6c 6c 6f 2c 20 77 6f 72 6c 64 0a          |Hello, world.   |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [13], limit: [13]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 49 27 6d 20 7a 68 61 6e 67 73 61 6e 0a          |I'm zhangsan.   |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [13], limit: [13]
         +-------------------------------------------------+
         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 48 6f 77 20 61 72 65 20 79 6f 75 3f 0a          |How are you?.   |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+

3.文件编程

3.1 FileChannel

FileChannel 只能工作在阻塞模式下

获取

不能直接打开 FileChannel，必须通过 FileInputStream、FileOutputStream 或者 RandomAccessFile 来获取 FileChannel，它们都有 getChannel() 方法。

• 通过 FileInputStream 获取的 channel 只能读
• 通过 FileOutputStream 获取的 channel 只能写
• 通过 RandomAccessFile 是否能读写根据构造 RandomAccessFile 时的读写模式决定。

读取

返回 -1 表示达到了文件的末尾。

int read = channel.read(buf);

写入

ByteBuffer buf = ...;
buf.put(...); // 存入数据
buf.flip(); // 切换读模式
while (buf.hasRemaining()) {
    channel.write(buf);
}

在 while 中调用 channel.write 是因为 write 方法并不能保证一次将 buffer 中的内容全部写入 channel.

关闭

channel 必须关闭，不过调用了 FileInputStream、FileOutputStream 或者 RandomAccessFile 的 close 方法会间接地调用 channel 的 close 方法。

位置

long pos = channel.position(); // 获取当前位置

long newPos = ...;
channel.position(newPos); // 设置当前位置

设置当前位置时，如果设置为文件的末尾

• 这时会返回 -1
• 这时写入，会追加内容，但是注意如果 position 超过了文件末尾，再写入时在新内容和原末尾之间会有空洞（00）。

大小

channel.size(); // 获取文件的大小

强制写入

操作系统出于性能的考虑，会将数据缓存，不是立刻写入磁盘。可以调用 force(true) 方法将文件内容和元数据（文件的权限等信息）立刻写入磁盘.

3.2 两个 Channel 传输数据

public static void main(String[] args) {
    try (FileChannel from = new FileInputStream("data.txt").getChannel();
         FileChannel to = new FileOutputStream("to.txt").getChannel();
        ) {
        // 效率高，底层会利用操作系统的零拷贝进行优化
        // from.transferTo(0, from.size(), to);
        long size = from.size();
        for (long left = size; left > 0; ) {
            left -= from.transferTo((size - left), left, to);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

3.3 Path

jdk7 引入了 Path 和 Paths 类

• Path 用来表示文件路径
• Paths 是工具类，用来获取 Path 实例

Path source = Paths.get("1.txt");
sout(source.normalize()); // 正常化路径

3.4 Files

遍历目录文件

public static void main(String[] args) throws IOException {
    Path path = Paths.get("E:\\BaiduNetdiskDownload\\Netty网络编程");
    // 文件目录总数
    AtomicInteger dirCount = new AtomicInteger();
    // 文件总数
    AtomicInteger fileCount = new AtomicInteger();
    Files.walkFileTree(path, new SimpleFileVisitor<Path>() {
        @Override
        public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
            System.out.println("-->" + dir);
            dirCount.getAndIncrement();
            return super.preVisitDirectory(dir, attrs);
        }

        @Override
        public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
            System.out.println("file: " + file);
            fileCount.getAndIncrement();
            return super.visitFile(file, attrs);
        }
    });
    System.out.println("文件夹数目：" + dirCount);
    System.out.println("文件数目：" + fileCount);
}

SimpleFileVisitor

运行结果：

统计 .md 文档的数目

Path path = Paths.get("E:\\BaiduNetdiskDownload\\Netty网络编程");
// 统计 .md 文档数目
AtomicInteger mdCnt = new AtomicInteger();
Files.walkFileTree(path, new SimpleFileVisitor<Path>() {
    @Override
    public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
        if (file.toString().endsWith(".md")) { // toFile().toString().
            System.out.println(file.toString());
            mdCnt.incrementAndGet();
        }
        return super.visitFile(file, attrs);
    }
});
System.out.println("md文档数目：" + mdCnt);

删除多级目录

Path path = Paths.get("d:\\a");
Files.walkFileTree(path, new SimpleFileVisitor<Path>(){
    @Override
    public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) 
        throws IOException {
        Files.delete(file);
        return super.visitFile(file, attrs);
    }

    @Override
    public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) 
        throws IOException {
        Files.delete(dir);
        return super.postVisitDirectory(dir, exc);
    }
});

拷贝多级目录

long start = System.currentTimeMillis();
String source = "D:\\Snipaste-1.16.2-x64";
String target = "D:\\Snipaste-1.16.2-x64aaa";

Files.walk(Paths.get(source)).forEach(path -> {
    try {
        String targetName = path.toString().replace(source, target);
        // 是目录
        if (Files.isDirectory(path)) {
            Files.createDirectory(Paths.get(targetName));
        }
        // 是普通文件
        else if (Files.isRegularFile(path)) {
            Files.copy(path, Paths.get(targetName));
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
});
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println(end - start);

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