La classe Charset permet d'encoder et de décoder les caractères de JAVA dans divers encodages.
Le concept de canal Channel a été introduit pour la première fois dans le package nio : il permet un meilleur contrôle des fluxs de fichier, de socket, de datagramme et de pipe.
Enfin, le socket de serveur, qui ne faisait qu'attendre des demandes de connexions pour créer un véritable socket "privé" de connection entre un client et le serveur, devient un ServerSocketChannel. Le Socket d'échange "privé" entre client et serveur devient un SocketChannel.

Buffer et Channel

Source de BufferNio5.java
 

    
import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
public class BufferNio5
{
  static public void main(String args[]) throws Exception {
    FileInputStream fin = new FileInputStream("alphabet.txt");
    FileChannel canal = fin.getChannel();
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
    canal.read(buffer);
    buffer.flip();
    affiche(buffer);
    buffer.clear();
    canal.read(buffer);
    buffer.flip();
    affiche(buffer);
    buffer.clear();
    canal.read(buffer);
    buffer.flip();
    affiche(buffer);
    fin.close();
  } 
  static public void affiche(ByteBuffer buffer) {
    int i=0;
    while (buffer.remaining()>0) 
      System.out.print((char)buffer.get());
    System.out.println();
  }
}

EXECUTION

$java BufferNio5 abcdefghij klmnopqrst uvwxyz

Les lignes de la classe :

• Le programme ci-dessus réalise 3 lectures successives à partir d'un fichier texte vers un tampon :
  • le fichier contient les 26 lettres minuscules en ASCII
  • le tampon étant de taille 10 bytes, il faut 3 lectures (10 puis 10 puis 6) pour lire tout le fichier.
• L'interface Channel et ses classes d'implémentation définissent des canaux de communication :
  • il ne s'agit pas d'un nouveau type de flot d'IO qui s'ajouterait à la longue liste existante
  • le Channel permet la lecture et l'écriture de données entre un flot (stream) et un Buffer
  • chaque flot (stream du package java.io) de fichier , de socket, de datagramme et de pipe fournit un objet Channel par la méthode getChannel() ajoutée dans la version 1.4 de Java
• La classe FileChannel implémente les interfaces WritableByteChannel et ReadableByteChannel
  • la méthode read(tampon) lit des octets dans le canal et les stocke dans le tampon
    • elle en lit un nombre au plus égal à la place disponible dans le tampon
    • elle les stocke à partir de "position", donc en ajoute/append à d'autres s'il y en avait déjà !
    • elle retourne le nombre d'octets lus
    • -1 si la fin de fichier est atteinte
    • position est incrémenté du nombre d'octes lus.
    • en mode bloquant, read retourne quand elle a écrit effectivement lu des octets (sauf fin de flot)
    • en mode non-bloquant, elle retourne le nombre qu'elle a pu lire immédiatement
    • est susceptible de lever plusieurs exceptions dont ClosedChannelException quand le canal est fermé
• La méthode remaining() d'un Buffer retourne le nombre d'éléments entre position et limit
• le cycle d'utilisation du Buffer est :
  • clear() : remise des pointeurs à "buffer vide"
  • lecture du canal vers le buffer, donc remplissage du buffer
  • flip() : bascule de mode écriture du buffer en mode lecture du buffer
  • boucle d'extraction des données du buffer par get()

Source de BufferNio6.java
 

    
import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
public class BufferNio6
{
  static public void main(String args[]) throws Exception {
    FileInputStream fin = new FileInputStream("alphabet.txt");
    FileChannel canal = fin.getChannel();
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 10 );
    canal.read( buffer );
    buffer.flip();
    affiche(buffer);
    canal.read( buffer );
    buffer.flip();
    affiche(buffer);
    fin.close();
  }  
  static public void affiche(ByteBuffer buffer) {
    int i=0;
    while (buffer.remaining()>0) 
      System.out.print( (char)buffer.get() );
    System.out.println();
  }
}

EXECUTION

$java BufferNio6 abcdefghij abcdefghij // inchangé

Les lignes de la classe :

• l'instruction clear() a été supprimée :
  • une fois l'affichage du contenu du buffer, celui-ci n'est pas remis à "vide"
  • l'instruction read() tente de lire des données du canal et de les ajouter au buffer, mais celui-ci est plein.

copie de fichier avec Buffer et Channel

Source de CopyFile.java
 

    
import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
public class CopyFile
{
  static public void main(String args[]) throws Exception {
    if (args.length<2) {
      System.err.println("Usage: java CopyFile source destination");
      System.exit(1);
    } else {
      FileInputStream fIn = new FileInputStream(args[0]);
      FileOutputStream fOut = new FileOutputStream(args[1]);
      FileChannel canalIn = fIn.getChannel();
      FileChannel canalOut = fOut.getChannel();
      ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
      int nombreLu = 0;
      while (nombreLu != -1) {
        buffer.clear();
        nombreLu = canalIn.read(buffer);
        if (nombreLu !=-1) {
          buffer.flip();
          canalOut.write(buffer);
        }
      }
      canalIn.close();
      canalOut.close();
      fIn.close();
      fOut.close();
    }
  }
}

EXECUTION

$ cat alphabet abcdefghijklmnopqrstuvwxyz $java CopyFile alphabet.txt alpha2 $ cat alpha2 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

Les lignes de la classe :

• la méthode write(tampon) de l'interface WritableByteChannel écrit des octets du tampon dans le canal :
  • elle en écrit un nombre au plus égal au nombre d'éléments disponible dans le tampon, cad remaining()
  • elle les écrit à partir de "position"
  • elle retourne le nombre d'octets écrit
  • position est incrémenté du nombre d'octets écrits
  • en mode bloquant, write retourne quand elle a écrit effectivement ses "remaining" éléments
  • en mode non-bloquant, elle retourne le nombre qu'elle a pu écrire
  • est susceptible de lever plusieurs exceptions dont ClosedChannelException quand le canal est fermé
• la méthode close() de l'interface Channel ferme un canal

Charset : encodage et décodage

Source de Charset1.java
 

    
import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.charset.*;
public class Charset1
{
  static public void main( String args[] ) throws Exception {
    CharBuffer carBuf = CharBuffer.wrap("abcd\u00E9");
    System.out.println("CharBuffer = "+carBuf );
    Charset charset = Charset.forName("ISO-8859-1");
    System.out.println("Charset ISO-8859-1");
    ByteBuffer byteBuf = charset.encode(carBuf);
    System.out.println("ByteBuffer charset.encode(carBuf) : ");
    while (byteBuf.remaining()>0) 
      System.out.print(UnicodeFormatter.byteToHex(byteBuf.get())
                       + " " );
    System.out.println();
    byteBuf.flip();
    CharBuffer carBuf2 = charset.decode(byteBuf);
    System.out.println("CharBuffer charset.decode(byteBuf) : "
                       +carBuf2 );   
    
    charset = Charset.forName("UTF-8");
    System.out.println("Charset UTF-8");
    carBuf.flip();
    byteBuf = charset.encode(carBuf);
    System.out.println("ByteBuffer charset.encode(carBuf) : ");
    while (byteBuf.remaining()>0) {
      System.out.print( UnicodeFormatter.byteToHex(byteBuf.get()) + " " );
    }
    System.out.println();
    byteBuf.flip();
    carBuf2 = charset.decode(byteBuf);
    System.out.println("CharBuffer charset.decode(byteBuf) : "+carBuf2 );      
   }
}

EXECUTION

$java Charset1 CharBuffer = abcdÚ Charset ISO-8859-1 ByteBuffer charset.encode(carBuf) : 61 62 63 64 e9 CharBuffer charset.decode(byteBuf) : abcdÚ Charset UTF-8 ByteBuffer charset.encode(carBuf) : 61 62 63 64 c3 a9 CharBuffer charset.decode(byteBuf) : abcdÚ

Les lignes de la classe :

• Le programme encode dans un ByteBuffer puis décode les caractères de la chaine : abcdé
  • d'abord en ISO-8859-1, notre fameux Latin-1 (8 bits)
  • puis en UTF-8, l'unicode à longueur d'encodage variable.
  • le contenu du CharBuffer est encodé et stocké dans un ByteBuffer puis le contenu du ByteBuffer est décodé et stocké dans un CharBuffer
  • il n'y a pas de problème pour encoder l'Unicode JAVA en UTF-8
    mais il pourrait y en avoir pour le Latin-1
• classe Charset
  • un objet de cette classe est un jeu de caractères (l'ensemble des caractères et son encodage)
    • US-ASCII est l'alphabet américain sur 7 bits
    • ISO-8859-1, l'ISO-Latin-1 qui inclue sur 8 bits la plupard des caractères de l'Europe de l'Ouest ; surensemble de l'US-ASCII
    • UTF-8, l'unicode à longueur d'encodage variable sur une nombre entier d'octets, compatible avec l'US-ASCII
    • UTF-16, l'unicode sur 16 bits
  • la méthode statique forName(jeux_de_caractères) récupère un tel objet par son nom
  • la méthode encode(char_buffer) encode les caractères Unicode JAVA 16 bits
    • alloue un ByteBuffer dans lequel elle stocke les bytes obtenus.
    • retourne ce ByteBuffer
    • si le byteBuffer est mal formé ou si un carctère n'est pas encodable, il est remplacé par un caractère par défaut
  • la méthode decode(byte_buffer) decode les octets en caractères Unicode JAVA 16 bits
    • alloue un CharBuffer dans lequel elle stocke les bytes obtenus.
    • retourne ce CharBuffer
    • il n'y a pas de problème pour encoder l'Unicode JAVA en UTF-8
    • mais il pourrait y en avoir pour le Latin-1
    • si le byteBuffer est mal formé ou si un carctère n'est pas encodable, il est remplacé par un caractère par défaut

Source de UnicodeFormatter.java fourni par SUN
 

    
public class UnicodeFormatter  {
   static public String byteToHex(byte b) {
      // Returns hex String representation of byte b
      char hexDigit[] = {
         '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',
         '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'
      };
      char[] array = { hexDigit[(b >> 4) & 0x0f], hexDigit[b & 0x0f] };
      return new String(array);
   }
   static public String charToHex(char c) {
      // Returns hex String representation of char c
      byte hi = (byte) (c >>> 8);
      byte lo = (byte) (c & 0xff);
      return byteToHex(hi) + byteToHex(lo);
   }
}

Charset et Channel

Source de BufferCharset1.java
 

    
import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.charset.*;

public class BufferCharset1
{
  static public void main( String args[] ) throws Exception {
    FileInputStream fin = new FileInputStream("alphabet.txt");
    Charset charset = Charset.forName("ISO-8859-1");
    CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();
    FileChannel canal = fin.getChannel();
    ByteBuffer byteBuf = ByteBuffer.allocate( 10 );
    canal.read(byteBuf);
    byteBuf.flip();
    CharBuffer carBuf = decoder.decode(byteBuf);
    System.out.println("lu : "+carBuf.toString());
    byteBuf.clear();
    canal.read(byteBuf);
    byteBuf.flip();
    carBuf = decoder.decode(byteBuf);
    System.out.println("lu : "+carBuf.toString());
    byteBuf.clear();
    canal.read(byteBuf);
    byteBuf.flip();
    carBuf = decoder.decode(byteBuf);
    System.out.println("lu : "+carBuf.toString());
    fin.close();
  }
}

EXECUTION

$java BufferCharset1 lu : abcdefghij lu : klmnopqrst lu : uvwxyz

Les lignes de la classe :

• Ce programme réalise la même fonctionnalité que BufferNio5.java ci-dessus, mais sans astuce, en utilisant le décodage de l'ASCII
  • il réalise 3 lectures successives à partir d'un fichier texte ASCII vers un tampon
• la méthode newDecoder() de Charset permet d'obtenir un décodeur réutilisable
  • elle retourne un objet CharsetDecoder
• la méthode decode(byte_buffer) de la classe CharsetDecoder décode les octets en caractères Unicode JAVA 16 bits
• est susceptible de lever :
  • une MalformedInputException si le byteBuffer est mal formé
  • une UnmappableCharacterException si un caractère n'est pas encodable
  • mais il est possible de contrôler ces comportements.
• de plus, il est souhaitable à certains moments d'effectuer un reset() du decodeur ou un flush .... Ceci nous emmènerait trop loin !

SocketChannel

Source de GetDayTime.java
 

    
import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.charset.*;
import java.net.*;
class GetDayTime {
  public static void main(String args[]) throws Exception {
    if (args.length != 2)
      System.out.println("usage : java GetDayTime hote port");
    else {
      String hote = args[0];
      int port = Integer.parseInt(args[1]);
      InetSocketAddress hoteAdress = new InetSocketAddress(hote,port);
      SocketChannel socket = SocketChannel.open(hoteAdress);
      Charset charset = Charset.forName("US-ASCII");
      CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();
      ByteBuffer byteBuf = ByteBuffer.allocate(10);
      while (socket.read(byteBuf) != -1) {
        byteBuf.flip();
        decoder.reset();
        CharBuffer charBuf = decoder.decode(byteBuf);
        System.out.print(charBuf.toString());
        byteBuf.clear();
      }
      System.out.println();
      socket.close();
    }
  }
}

EXECUTION

Récupérer et compiler SSCdayTime.java sur une console lancer le serveur : $java SSCdayTime 4444 sur une autre console : $java GetDayTime localhost 4444 Wed Jan 11 18:26:09 CET 2006

Les lignes de la classe :

• le programme réalise une connection sur le port de l'hote indiqué
  • puis lit l'information envoyé par le serveur jusquà ce qu'il ferme la connection.
  • l'information est affichée en console.
• la classe SocketChannel
  • implémente l'interface WritableByteChannel et l'interface ReadableByteChannel
  • permet la gestion de socket sous la forme d'un canal
    • donc d'écrire et de lire du socket à un Buffer.

ServerSocketChannel

Source de SSCdayTime.java
 

    
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.charset.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
class SSCdayTime {
  public static void main(String args[]) throws Exception {
    if (args.length != 1)
      System.out.println("usage : java SSCdayTime port");
    else {
      int port = Integer.parseInt(args[0]);
      InetSocketAddress inetAdress = new InetSocketAddress(port);
      ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
      ServerSocket serverSocket = serverChannel.socket();
      serverSocket.bind(inetAdress);
      Charset charset = Charset.forName("US-ASCII");
      CharsetEncoder encoder = charset.newEncoder();
      while (true) {
        SocketChannel sockClient = serverChannel.accept(); 
        Date maintenant = new Date();
        CharBuffer reponse = CharBuffer.wrap(maintenant);
        encoder.reset();
        sockClient.write(encoder.encode(reponse));
        sockClient.close();
      }
    }
  }
}

EXECUTION

sur une console lancer le serveur : $java SSCdayTime 4444 sur une autre console : $ telnet localhost 4444 Trying 127.0.0.1... Connected to localhost. Escape character is '^]'. Wed Jan 11 18:08:10 CET 2006 Connection closed by foreign host.

Les lignes de la classe :

• Ce serveur simule le service "daytime" du port 13.
• La classe ServerSocketChannel
  • modélise le socket de serveur
  • la méthode socket() retourne le SocketServer sous-jacent
    • et c'est le SocketServer sous-jacent qui est lié au port de l'hote par la méthode bind()
  • la méthode accept() :
    • attend des demandes de connexions
    • crée et retourne un SocketChannel de communication entre un client et le serveur.

exercices

• A FAIRE blabla