Pipe和FileLock

1. Pipe

Java NIO管道是2个线程之间的单向数据连接。Pipe有一个source通道和一个sink通道。数据会被写到sink通道，从source通道读取。

1.1 创建管道

通过 Pipe.open()方法打开管道。

Pipe pipe = Pipe.open();

1.2 写入管道

要向管道写数据，需要访问sink通道:

Pipe.SinkChannel sinkChannel = pipe.sink();

1.3 从管道读取数据

从读取管道的数据，需要访问 source 通道，像这样：

Pipe.SourceChannel sourceChannel = pipe.source();

2. 代码示例

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 1、获取通道
    Pipe pipe = Pipe.open();
    // 2、获取 sink 管道，用来传送数据
    Pipe.SinkChannel sinkChannel = pipe.sink();
    // 3、申请一定大小的缓冲区
    ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    byteBuffer.put("jiebaba".getBytes());
    byteBuffer.flip();
    // 4、sink发送数据
    sinkChannel.write(byteBuffer);
    // 5、创建接收 pipe 数据的 source 管道
    Pipe.SourceChannel sourceChannel = pipe.source();
    // 6、接收数据，并保存到缓冲区中
    ByteBuffer byteBuffer2 = ByteBuffer.allocate(1024);
    int length = sourceChannel.read(byteBuffer2);
    System.out.println(new String(byteBuffer2.array(), 0, length));
    sourceChannel.close();
    sinkChannel.close();
}

3. FileLock

3.1 FileLock简介

文件锁在OS中很常见，如果多个程序同时访问、修改同一个文件，很容易因为文件数据不同步而出现问题。给文件加一个锁，同一时间，只能有一个程序修改此文件， 或者程序都只能读此文件，这就解决了同步问题。文件锁是进程级别的，不是线程级别的。文件锁可以解决多个进程并发访问、修改同一个文件的问题，但不能解决多线程并发访问、修改同一文件的问题。使用文件锁时，同一进程内的多个线程，可以同时访问、修改此文件。
文件锁是当前程序所属的 JVM 实例持有的，一旦获取到文件锁(对文件加锁)，要调用 release()，或者关闭对应的 FileChannel 对象，或者当前 JVM 退出，才会释放这个锁。一旦某个进程(比如说 JVM 实例)对某个文件加锁，则在释放这个锁之前，此进程不能再对此文件加锁，就是说 JVM 实例在同一文件上的文件锁是不重叠的(进程级别不能重复在同一文件上获取锁)。

3.2 文件锁分类

1. 排它锁：又叫独占锁。对文件加排它锁后，该进程可以对此文件进行读写，该进程独占此文件，其他进程不能读写此文件，直到该进程释放文件锁。
2. 共享锁：某个进程对文件加共享锁，其他进程也可以访问此文件，但这些进程都只能读此文件，不能写。线程是安全的。只要还有一个进程持有共享锁，此文件就只能读，不能写。

3.3 使用示例

//创建 FileChannel 对象，文件锁只能通过 FileChannel 对象来使用
FileChannel fileChannel=new FileOutputStream("./1.txt").getChannel();
//对文件加锁
FileLock lock=fileChannel.lock();
//对此文件进行一些读写操作。
//....... 
//释放锁
lock.release();

3.4 文件锁API

有 4 种获取文件锁的方法：

• lock() //对整个文件加锁，默认为排它锁。
• lock(long position, long size, booean shared) //自定义加锁方式。前2个参数指定要加锁的部分(可以只对此文件的部分内容加锁)，第三个参数值指定是否是共享锁。
• tryLock() //对整个文件加锁，默认为排它锁。
• tryLock(long position, long size, booean shared) //自定义加锁方式。如果指定为共享锁，则其它进程可读此文件，所有进程均不能写此文件，如果某进程试图对此文件进行写操作，会抛出异常。

提示

lock与tryLock的区别:
lock是阻塞式的，如果未获取到文件锁，会一直阻塞当前线程，直到获取文件锁
tryLock和lock的作用相同，只不过 tryLock 是非阻塞式的，tryLock是尝试获取文件锁，获取成功就返回锁对象，否则返回 null，不会阻塞当前线程。

• isShared() //此文件锁是否是共享锁
• isValid() //此文件锁是否还有效
  在某些 OS 上，对某个文件加锁后，不能对此文件使用通道映射。

3.5 文件锁代码

public static void main(String[] args) throws IOException {
    String input = "demo";
    System.out.println("输入 :" + input);
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.wrap(input.getBytes());
    String fp = "C:\\Users\\mi\\Downloads\\鬼吹灯上.txt";
    Path pt = Paths.get(fp);
    FileChannel channel = FileChannel.open(pt, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.APPEND);
    channel.position(channel.size() - 1); // 位置设置到文件末尾
    // 获得锁方法一：lock()，阻塞方法，当文件锁不可用时，当前进程会被挂起
    //lock = channel.lock();// 无参 lock()为独占锁
    // lock = channel.lock(0L, Long.MAX_VALUE, true);//有参 lock()为共享锁，有写操作会报异常
    // 获得锁方法二：trylock()，非阻塞的方法，当文件锁不可用时，tryLock()会得到 null值
    FileLock lock = channel.tryLock(0, Long.MAX_VALUE, false);
    System.out.println("共享锁 shared: " + lock.isShared());
    channel.write(buf);
    channel.close(); // Releases the Lock
    System.out.println("写操作完成.");
    //读取数据
    readPrint(fp);
}

public static void readPrint(String path) throws IOException {
    FileReader filereader = new FileReader(path);
    BufferedReader bufferedreader = new BufferedReader(filereader);
    String tr = bufferedreader.readLine();
    System.out.println("读取内容: ");
    while (tr != null) {
        System.out.println(" " + tr);
        tr = bufferedreader.readLine();
    }
    filereader.close();
    bufferedreader.close();
}