NIO基礎知識

scq000 發布于2019-08-15 14:29 / 3226人閱讀

摘要：獨立與內存之外的，存在于物理內存中的一塊內存區域不收的管理。由于直接緩沖區在內存之外，如果無法進行有效管理容易造成物理內存溢出，因此最好僅在直接緩沖區能在性能方面帶來明顯好處時使用。

Java NIO是java用來提高java IO操作性能。基于網上的教程和一些資料對NIO的知識進行整理和總結

緩沖區Buffer

底層是由數組實現并構成的，負責數據的存儲，不同的數據類型有對應類型的緩沖區，但容量是在Buffer對象聲明時指定的，Buffer對象一旦創建后，容量不能改變。常用的Buffer類型及對應的基本數據類型：

   ByteBuffer     (byte)
   CharBuffer     (char)
   ShortBuffer    (short)
   IntBuffer      (int)
   LongBuffer     (long)
   FloatBuffer    (float)
   DoubleBuffer   (double)

不同類型的Buffer管理緩沖區的方式都一致，通過allocate()方法獲取Buffer對象，且都是間接緩存區

Buffer的相關屬性

position：當前正在進行處理的數據在緩沖區的位置
limit：緩沖區中有效數據的范圍
capacity：緩沖區的最大容量
mark：用來記錄position所在的位置，與mark()、reset()方法聯合使用
例：以ByteBuffer為例

   ByteBuffer ByteBuffer = ByteBuffer.allocate(10);

Buffer的相關常用方法

put()：向緩沖區存放數據
例：

byteBuffer.put("hello".getBytes());

flip()：切換緩沖區的讀寫狀態，
例：

byteBuffer.flip();

get()：從緩存區獲取數據
例：

byteBuffer.get();

rewind()：使用get()方法從緩沖區獲取一部分或全部數據后，需要在重新從緩沖區中獲取數據，需要先調用rewind()方法，然后再使用get()方法
例：

byteBuffer.rewind();

mark()：將緩沖區屬性position的當前取值賦給屬性mark，例：

byteBuffer.get();
byteBuffer.mark();
byteBuffer.get();

reset()：將緩沖區屬性position的值重置為之前調用mark()方法時的position的值
例：

byteBuffer.reset();

clear()：重置緩沖區屬性position=0，屬性limit=capacity，這樣就無法獲取到緩沖區中正確的數據了，但是clear()方法不會清空緩沖區中已存在的數據
例：

byteBuffer.clear();

Buffer相關屬性的取值范圍

0 <= mark <= position <= limit <= capacity

直接緩沖區

根據緩沖區在屋里內存中的位置分為：直接緩沖區、間接緩沖區
間接緩沖區：是在JVM的堆內存中進行創建的，JVM的GC能夠管理緩沖區占用的內存。使用間接緩沖區進行IO操作數據時，需要從用戶地址空間copy到內核地址空間，或是從內核地址空間copy到用戶地址空間，所以IO性能沒有直接緩沖區的好。

直接緩沖區：使用ByteBuffer.allocateDirect(1024)來創建直接緩沖區，直接緩沖區只有ByteBuffer類型。獨立與JVM內存之外的，存在于物理內存中的一塊內存區域；不收JVM的GC管理。JVM會盡最大努力在此緩沖區上執行本機IO操作以提高IO性能。由于直接緩沖區在JVM內存之外，如果無法進行有效管理容易造成物理內存溢出，因此最好僅在直接緩沖區能在性能方面帶來明顯好處時使用。

NIO分散讀取和聚集寫入

Scattering reads：分散讀取按照緩沖區的順序依次將數據讀取到應用程序中；

   read(byte[])

Gathering writes：聚集寫入按照緩沖區的順序依次將應用程序中的數據寫入到緩沖區中：

   write(byte[])

NIO字符集

編碼：字符串轉換成字節數組的過程
解碼：字節數組轉換成字符串的過程
解碼和編碼過程中，字符串與字節數組相互轉換使用到的字符集；通過Chartset.forName(charsetName)方法進行聲明

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