1. 概述
本文将深入探讨 Java 7 中 NIO2 的核心增强特性之一：异步文件通道 API。如果你对异步通道 API 还不熟悉，建议先阅读本站的基础教程（点击这里）。此外，理解 NIO.2 的文件操作和路径操作会帮助你更好地掌握本文内容。
要使用 NIO2 的异步文件通道，需导入 java.nio.channels 包：
import java.nio.channels.*;
2. AsynchronousFileChannel 类
本节介绍执行文件异步操作的核心类 AsynchronousFileChannel。创建实例需调用静态 open 方法：
Path filePath = Paths.get("/path/to/file");
AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(
filePath, READ, WRITE, CREATE, DELETE_ON_CLOSE);
所有枚举值来自 StandardOpenOption。open 方法的参数说明：
- 第一个参数：
Path对象，表示文件位置 - 后续参数：文件通道的可用选项集合
✅ 支持的常用操作：
- 读写文件
- 创建文件
- 关闭时自动删除
❌ 注意：若只需部分操作，可指定对应选项。例如只读文件：
Path filePath = Paths.get("/path/to/file");
AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(
filePath, StandardOpenOption.READ);
3. 读取文件内容
NIO2 提供两种异步读取方式：Future 和 CompletionHandler。假设测试资源目录下存在 file.txt，内容为 baeldung.com。
3.1. Future 方式
使用 Future 实现异步读取：
@Test
public void givenFilePath_whenReadsContentWithFuture_thenCorrect() {
Path path = Paths.get(
URI.create(
this.getClass().getResource("/file.txt").toString()));
AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(
path, StandardOpenOption.READ);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
Future<Integer> operation = fileChannel.read(buffer, 0);
// 执行其他代码，读取操作在后台进行
operation.get();
String fileContent = new String(buffer.array()).trim();
buffer.clear();
assertEquals(fileContent, "baeldung.com");
}
关键点解析：
read方法参数：ByteBuffer：存储读取内容long：文件起始读取位置（0 表示开头）
read立即返回，不阻塞线程operation.get()阻塞直到操作完成- ⚠️ 修改位置参数会影响结果：如设为 7，将读取
g.com（第 7 个字符是 'g'）
3.2. CompletionHandler 方式
使用回调机制处理读取结果：
@Test
public void
givenPath_whenReadsContentWithCompletionHandler_thenCorrect() {
Path path = Paths.get(
URI.create( this.getClass().getResource("/file.txt").toString()));
AsynchronousFileChannel fileChannel
= AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
fileChannel.read(
buffer, 0, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() {
@Override
public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {
// result: 读取的字节数
// attachment: 包含内容的缓冲区
}
@Override
public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {
}
});
}
核心机制：
- 第三个参数是
CompletionHandler实例 - 泛型参数：
Integer：操作返回类型（字节数）ByteBuffer：附加对象类型（这里传递缓冲区）
- 操作完成后自动调用
completed方法 - ⚠️ 此示例无法直接断言，仅作演示用
4. 写入文件内容
NIO2 同样支持异步写入，同样提供 Future 和 CompletionHandler 两种方式。
4.1. 特殊注意事项
创建写入通道时的关键选项：
AsynchronousFileChannel fileChannel
= AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.WRITE);
✅ 常用选项组合：
CREATE：文件不存在时自动创建APPEND：追加内容而非覆盖DELETE_ON_CLOSE：关闭时删除文件（测试场景推荐）
测试用通道创建示例：
AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(
path, WRITE, CREATE, DELETE_ON_CLOSE);
为避免重复代码，封装读取方法：
public static String readContent(Path file) {
AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(
file, StandardOpenOption.READ);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
Future<Integer> operation = fileChannel.read(buffer, 0);
// 执行其他代码，读取操作在后台进行
operation.get();
String fileContent = new String(buffer.array()).trim();
buffer.clear();
return fileContent;
}
4.2. Future 方式
使用 Future 异步写入：
@Test
public void
givenPathAndContent_whenWritesToFileWithFuture_thenCorrect() {
String fileName = UUID.randomUUID().toString();
Path path = Paths.get(fileName);
AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(
path, WRITE, CREATE, DELETE_ON_CLOSE);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
buffer.put("hello world".getBytes());
buffer.flip();
Future<Integer> operation = fileChannel.write(buffer, 0);
buffer.clear();
// 执行其他代码，写入操作在后台进行
operation.get();
String content = readContent(path);
assertEquals("hello world", content);
}
执行流程：
- 生成随机文件名
- 创建带自动清理的文件通道
- 准备缓冲区数据（注意
flip()切换读写模式） - 异步写入后通过
get()等待完成 - 验证写入内容
4.3. CompletionHandler 方式
使用回调机制处理写入结果：
@Test
public void
givenPathAndContent_whenWritesToFileWithHandler_thenCorrect() {
String fileName = UUID.randomUUID().toString();
Path path = Paths.get(fileName);
AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(
path, WRITE, CREATE, DELETE_ON_CLOSE);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
buffer.put("hello world".getBytes());
buffer.flip();
fileChannel.write(
buffer, 0, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() {
@Override
public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {
// result: 写入的字节数
// attachment: 使用的缓冲区
}
@Override
public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {
}
});
}
核心差异：
- 第三个参数传递
CompletionHandler实例 - 写入完成后自动触发
completed回调 - 无需手动阻塞等待操作完成
5. 总结
本文系统介绍了 Java NIO2 中异步文件通道的核心特性：
- ✅ 两种异步操作模式：
Future和CompletionHandler - ✅ 灵活的文件操作选项（读/写/创建/删除）
- ✅ 高效的非阻塞 I/O 处理
完整代码示例可访问 GitHub 项目。实际开发中，根据场景选择合适的方式：
- 需要精确控制时用
Future - 需要事件驱动时用
CompletionHandler