有关Java NIO的一些知识点

Java NIO主要有三大核心部分：

Channel（通道）：

Buffer（缓冲区）：

NIO基于缓冲区和通道进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区，或者从缓冲区写入到通道中。通道可以看作一个包含煤层（数据）的矿藏，而缓冲器是派送到矿藏的卡车。卡车满载煤炭而归，我们再从卡车上获取煤炭。

ByteBuffer详细：

概述：

ByteBuffer是NIO里用得最多的Buffer，它包含两个实现方式：HeapByteBuffer是基于Java堆的实现，而DirectByteBuffer则使用了unsafe的API进行了堆外的实现。

使用：

ByteBuffer最核心的方法是put()和get()。分别是往ByteBuffer里写一个字节，和读一个字节。

一个ByteBuffer的使用过程是这样的：

1. byteBuffer = ByteBuffer.allocate(N);　　　　//创建

2. readableByteChannel.read(byteBuffer);　　 //读取数据，写入byteBuffer

3. byteBuffer.flip(); 　　　　　　　　　　　　　//变读为写

4. writableByteChannel.write(byteBuffer); 　　//读取byteBuffer，写入数据

值得注意的是，ByteBuffer的读写模式是分开的，正常的应用场景是：往ByteBuffer里写一些数据，然后flip()，然后再读出来。

ByteBuffer细节：

byte[] buff     buff即内部用于缓存的数组；

position()      当前读取的位置；

读/写操作的当前下标。当使用buffer的相对位置进行读/写操作时，读/写会从这个下标进行，并在操作完成后，
buffer会更新下标的值。

mark()            为某一读过的位置做标记，便于某些时候回退到该位置。

一个临时存放的位置下标。调用mark()会将mark设为当前的position的值，以后调用reset()会将position属性设
置为mark的值。mark的值总是小于等于position的值，如果将position的值设的比mark小，当前的mark值会被抛弃掉。

capacity()      初始化时候的容量。

这个Buffer最多能放多少数据。capacity一般在buffer被创建的时候指定。

limit()              在Buffer上进行的读写操作都不能越过这个下标。当写数据到buffer中时，limit一般和capacity相等，当读数据时，
limit代表buffer中有效数据的长度。

读写的上限，limit<=capacity。

Selector：

Selector（选择区）用于监听多个通道的事件（如，打开连接，数据到达等），因此单个线程可以监听多个数据通道。

使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆里的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作，因而避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据，在一些场景中显著提高性能。

 

NIO的非阻塞：

NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。 线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道（channel）。

内存映射文件：

         前提：内存的访问速度比磁盘高几个数量级，但是基本的IO操作是直接调用native方法获得驱动和磁盘交互的，IO速度限制在磁盘速度上；

　　由此，就有了缓存的思想，将磁盘内容预先缓存在内存上，这样当供大于求的时候IO速度基本就是以内存的访问速度为主，例如BufferedInput/OutputStream等；

　　而我们知道大多数OS都可以利用虚拟内存实现将一个文件或者文件的一部分映射到内存中，然后，这个文件就可以当作是内存数组一样地访问，我们可以把它看成一种“永久的缓存”；

　　内存映射文件：内存映射文件允许我们创建和修改那些因为太大而不能放入内存的文件，此时就可以假定整个文件都放在内存中，而且可以完全把它当成非常大的数组来访问（随机访问）；

首先，从文件中获得一个通道（channel）。通道是用于磁盘文件的一种抽象，它使我们可以访问诸如内存映射、文件加锁机制、文件间快速数据传递等操作系统特性。

然后，通过调用FileChannel类的map方法进行内存映射，map方法从这个通道中获得一个MappedByteBuffer对象（ByteBuffer的子类）。

一旦有了缓冲区，就可以使用ByteBuffer类和Buffer超类的方法来读写数据