NIO

1. 前言

 JDK 1.4 中新加入了NIO( New Input/ Output) 類, 引入了一種基於通道和緩衝區的 I/O 方式，它可使用 Native 函數庫直接分配堆外內存，而後經過一個存儲在

 Java堆的 DirectByteBuffer 對象做爲這塊內存的引用進行操做，避免了在 Java 堆和 Native 堆中來回複製數據。NIO 是一種同步非阻塞的 IO 模型。

 同步是指線程不斷輪詢 IO 事件是否就緒，同步的核心就是 Selector，Selector 代替了線程自己輪詢 IO 事件，避免了阻塞同時減小了沒必要要的線程消耗；

 非阻塞是指線程在等待 IO 時能夠同時作其餘任務。非阻塞的核心就是通道和緩衝區，當 IO 事件就緒時，可經過寫到緩衝區保證 IO 的成功，無需線程阻塞式地等待。

2. Buffer

 buffer即爲緩衝區，用於數據存儲，底層用數組存儲，存儲的元素類型爲基本類型，Buffer針對JAVA8個基本數據類型，提供了7個子類型(除了boolean類型)

 由於boolean類型能夠經過規定1爲true，0爲false來實現存儲boolean類型，不影響使用，7個子類型最經常使用的是byteBuffer,由於計算機數據傳輸以字節形式；

2.1 參數概念

capacity: 容量位，記錄緩衝區的容量，初始化指定後不可變；

limit: 限制位， 用於標記操做位能到達的最大位置，新建一個buffer，limit默認在最後一位，和capacity指向同一個位置；

position: 操做位，指向要操做的位置，默認在第零位；

mark：標記位，用於數據的校驗，在java中mark位默認不啓用，值爲-1；

2.2 主要方法

allocate：分配固定大小的buffer流數組；

wrap：動態非陪buffer流數據；

flap：反轉緩衝區，將limit位移到postion位，而後將postion位歸零；

clear: 清空緩衝區，迴歸原始狀態(postion=0, limit = capacity mark = -1)；

reset: 重置緩衝區，將postion移動到mark標記位上，防止錯誤；

rewind：重繞緩衝區，將postion歸零，mark置爲-1，用於從新遍歷ByteBuffer流；

2.3 基本用法

使用Buffer讀寫數據通常遵循如下四個步驟：

1. 寫入數據到Buffer

2. 調用flip()方法將Buffer模式切換到讀模式

3. 從Buffer中讀取數據

4. 調用clear()方法或者compact()方法清空緩存區

3. Channel

 Channel用於數據傳輸，它是雙向通道，可實現雙向數據傳輸

 針對文件：FileChannel

 針對UDP：DatagramChannel

 針對TCP: SocketChannel、ServerSocketChannel

以下圖(單機版)：理論上客戶端能夠收到服務端寫回客戶端的信息「message got」，可是實際上每每獲取不到，主要緣由以下

1. 由於此時客戶端和服務端都是非阻塞，客戶端在發送完信息到服務端後，繼續執行，尚未來得及收到服務端返回的信息，客戶端已經關閉流；

2. 針對第一點，能夠在客戶端在發送完數據到服務端以後，Thread.sleep()來等待服務器端返回信息，此時又面臨一個問題，客戶端在等待的時候，服務端已經關閉流；

3.而上述問題，沒法經過編程來精確實現，由於用戶客戶端發送的數據量未知，基於以上兩點緣由，引出Selector組件；

4. Selector

 Selector 選擇器(多路複用器) 用於檢查 Channel的狀態是否處於可讀、可寫，能夠實現單線程管理多個channels，實現管理多個網絡連接；

5. NIO框架

Netty