NIO

1. 前言

 JDK 1.4 中新加入了NIO( New Input/ Output) 类, 引入了一种基于通道和缓冲区的 I/O 方式，它可以使用 Native 函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在

 Java堆的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作，避免了在 Java 堆和 Native 堆中来回复制数据。NIO 是一种同步非阻塞的 IO 模型。

 同步是指线程不断轮询 IO 事件是否就绪，同步的核心就是 Selector，Selector 代替了线程本身轮询 IO 事件，避免了阻塞同时减少了不必要的线程消耗；

 非阻塞是指线程在等待 IO 时可以同时做其他任务。非阻塞的核心就是通道和缓冲区，当 IO 事件就绪时，可通过写到缓冲区保证 IO 的成功，无需线程阻塞式地等待。

2. Buffer

 buffer即为缓冲区，用于数据存储，底层用数组存储，存储的元素类型为基本类型，Buffer针对JAVA8个基本数据类型，提供了7个子类型(除了boolean类型)

 因为boolean类型可以通过规定1为true，0为false来实现存储boolean类型，不影响使用，7个子类型最常用的是byteBuffer,因为计算机数据传输以字节形式；

2.1 参数概念

capacity: 容量位，记录缓冲区的容量，初始化指定后不可变；

limit: 限制位， 用于标记操作位能到达的最大位置，新建一个buffer，limit默认在最后一位，和capacity指向同一个位置；

position: 操作位，指向要操作的位置，默认在第零位；

mark：标记位，用于数据的校验，在java中mark位默认不启用，值为-1；

2.2 主要方法

allocate：分配固定大小的buffer流数组；

wrap：动态非陪buffer流数据；

flap：反转缓冲区，将limit位移到postion位，然后将postion位归零；

clear: 清空缓冲区，回归原始状态(postion=0, limit = capacity mark = -1)；

reset: 重置缓冲区，将postion移动到mark标记位上，防止错误；

rewind：重绕缓冲区，将postion归零，mark置为-1，用于重新遍历ByteBuffer流；

2.3 基本用法

使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤：

1. 写入数据到Buffer

2. 调用flip()方法将Buffer模式切换到读模式

3. 从Buffer中读取数据

4. 调用clear()方法或者compact()方法清空缓存区

3. Channel

 Channel用于数据传输，它是双向通道，可实现双向数据传输

 针对文件：FileChannel

 针对UDP：DatagramChannel

 针对TCP: SocketChannel、ServerSocketChannel

如下图(单机版)：理论上客户端可以收到服务端写回客户端的信息“message got”，但是实际上往往获取不到，主要原因如下

1. 因为此时客户端和服务端都是非阻塞，客户端在发送完信息到服务端后，继续执行，还没有来得及收到服务端返回的信息，客户端已经关闭流；

2. 针对第一点，可以在客户端在发送完数据到服务端之后，Thread.sleep()来等待服务器端返回信息，此时又面临一个问题，客户端在等待的时候，服务端已经关闭流；

3.而上述问题，无法通过编程来精确实现，因为用户客户端发送的数据量未知，基于以上两点原因，引出Selector组件；

4. Selector

 Selector 选择器(多路复用器) 用于检查 Channel的状态是否处于可读、可写，可以实现单线程管理多个channels，实现管理多个网络链接；

5. NIO框架

Netty