Java基础回顾 —NIO

1. java.io包中面向流stream-oriented。NIO采用面向块的概念block-oriented。
   即NIO操作以大的数据块为单位进行，而不是一次一个字节或字符进行。这样做 性能得以提高，但是却牺牲了操作的简单性。
2. NIO提供与平台无关的非阻塞I/O (nonblocking I/O)，与面向线程的、阻塞式I/O方式相比，多道通信、非阻塞I/O即使可以是应用程序更有效的处理大量连接的情况。
3. 缓冲区与Buffer
   基本IO操作都是直接以流的形式完成；NIO所有的操作都要使用到缓冲区处理，且所有的读写操作都是在缓冲区完成的。
   缓冲区Buffer是一个线性的、有序的数据集，只能容纳某种特定的数据类型。
4. 缓冲区的状态
   position：表示下一个缓冲区读取或写入的操作指针，指针永远放在写入的最后一个元素之后。开始时position为0.
   limit：表示第一个不应该被读出或者写入缓冲区的位置索引，开始时limit为capacity。position<=limit
   capacity：表示缓冲区的最大容量，limit<=capacity，在分配缓冲区时被设置，一般不会被修改。
5. 在执行 flip()方法时，一般limit设置为position，position设置为0，使得Buffer的读写指针又移到了开始的位置，表示在调用flip()之后，Buffer为输出做好准备。而当Buffer输出完数据之后，调用 clear()方法，不是 清空Buffer数据(数据任然存在)，而是仅仅将position设置为0，将limit设置为capacity，再次为向Buffer
   中装入数据做准备。
6. slice()方法会从一个缓冲区中创建一个新的子缓冲区， 子缓冲区与原缓冲区的部分数据可以共享。
7. asReadOnlyBuffer()创建一个只读缓冲区。
8. ByteBuffer可以创建直接缓冲区，这样Java虚拟机将尽最大努力直接对其执行本机的IO操作。即每次调用基础操作系统的一次本机IO操作前后，虚拟机都会尽量避免将缓冲区的内容复制到中间缓冲区，或者从中间缓冲区复制内容。通过 ByteBuffer.allocateDirect(int capacity);
   Buffer的put()和get()访问数据有两种方式：
   • 相对的：从Buffer当前position读取或写入数据，同时将position的值按处理元素个数增加。
   • 绝对的：根据索引向Buffer中读取或写入数据，此方式不会影响position的值。eg: buffer.get(2) - 获取第三个元素。
9. 通道：Channel可以用来读取和写入数据，类似于输入输出流，但是 程序不会直接操作通道，所有内容都是先读到或写入缓冲区，再通过缓冲区取得或写入。
10. 通道与传统流操作不同，传统流操作分为输入流和输出流，而 通道本身是双向操作的，既可以完成输入也可以完成输出。
11. 内存映射：将文件映射到内存中，这样文件内的数据就可以用内存读/写指令来访问，而不需要使用InputStream或OutputStream这样的I/O操作类， 这种方式读取文件的速度是最快的。通过FileChannel的map()方法。
12. Java访问文件的四种方法：
    • RandomAccessFile：随机读取数据，速度较慢。
    • FileInputStream：文件输入流，速度较慢。
    • 缓冲读取( eg: BufferReader)：速度较快。
    • 内存映射( eg: MappedByteBuffer)，速度最快。
13. FileChannel的三种内存映射模式：
    • READ_ONLY：只读映射模式。
    • READ_WRITE：读取/写入映射模式。
    • PRIVATE：专用(写入时复制)模式。
14. 文件锁FileLock：当一个线程将文件锁定之后，其他线程无法操作此A文件。
15. 文件锁的两种方式： isShared = true or false
    • 共享锁：允许多个线程进行文件的读取操作。
    • 独占锁：只允许一个线程进行文件的读/写操作。
16. 字符集Charset：负责处理编码的问题。
    • CharsetEncoder：创建编码器。
    • CharsetDecoder：创建解码器。
17. 在原来使用的IO和Socket构建网络服务时，所有的网络服务将使用阻塞的方式进行客户端的连接， NIO则通过Selector构建一个非阻塞的网络服务。
18. 在进行非阻塞网络开发时需要使用SelectableChannel类向Select类注册，而且在新的IO中实现网络程序需要依靠ServerSocketChannel类和ServerChannel类，这两个类都是SelectableChannel的子类，SelectorChannel提供了注册Selector的方法和阻塞模式。
19. ServerSocketChannel在使用register()方法时需要指定一个选择器(Selector对象)，以及Select域。
    tips: 服务器上所有的Channel(包括ServerSocketChannel和SocketChannel)都需要向Selector注册，而该Selector则负责监视这些Socket的IO状态，当其中任意一个或多个Channel具有可用的IO操作时，该Selector的Select()方法将会返回大于0的整数，该整数值就表示该Selector上有多少个Channel具有可用的IO操作，并提供了selectionKeys()方法来返回这些Channel的SelectionKey集合，使得服务器只需要不停的调用Selector的select()方法即可知道当前的所有Channel是否有需要处理的IO操作。如果没有Channel有需要处理的IO操作，select()方法会被阻塞。
20. Java 7 -- NIO2：
    Path - 与平台无关的平台路径。
    • 使用WatchService来监控文件变化，监听path下文件变化，获取 "WatchService ws = FileSystems.getDefault().newWatchService()"，register()方法完成注册，接下来调用WatchService的take()方法来获取被监听目录文件变化事件。
      Paths - Path工具类，包含了创建Path的两个静态工厂方法。
      Files - File工具类，包含大量静态方法操作文件，包括文件的读取、写入、复制。
    • 可以使用FileVisitor遍历文件和目录。FileVisitor代表一个文件访问器，walkFileTree(Path path, FileVisitor fileVisitor)方法会遍历path下的所有文件和子目录，遍历文件就会触发FileVisitor的相关方法。FileVisitorResult是一个枚举类，代表了访问的后续行为。
    • 访问文件属性getFileAttributeView():
      • AclFileAttributeView: 获取或修改文件权限。
      • BasicFileAttributeView: 获取或修改文件的基本属性。
      • DosFileAttributeView: 获取或修改文件的DOS属性，比如是否隐藏、是否为系统文件。
      • FileOwnerAttributeView: 获取或修改文件的所有者。
      • UserDefinedFileAttributeView: 开发者为文件设置一些自定义属性。