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資訊專(zhuān)欄INFORMATION COLUMN

NIO基礎(chǔ)知識(shí)

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摘要：獨(dú)立與內(nèi)存之外的，存在于物理內(nèi)存中的一塊內(nèi)存區(qū)域不收的管理。由于直接緩沖區(qū)在內(nèi)存之外，如果無(wú)法進(jìn)行有效管理容易造成物理內(nèi)存溢出，因此最好僅在直接緩沖區(qū)能在性能方面帶來(lái)明顯好處時(shí)使用。

Java NIO是java用來(lái)提高java IO操作性能?；诰W(wǎng)上的教程和一些資料對(duì)NIO的知識(shí)進(jìn)行整理和總結(jié)

緩沖區(qū)Buffer

底層是由數(shù)組實(shí)現(xiàn)并構(gòu)成的，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型有對(duì)應(yīng)類(lèi)型的緩沖區(qū)，但容量是在Buffer對(duì)象聲明時(shí)指定的，Buffer對(duì)象一旦創(chuàng)建后，容量不能改變。常用的Buffer類(lèi)型及對(duì)應(yīng)的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型：

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

不同類(lèi)型的Buffer管理緩沖區(qū)的方式都一致，通過(guò)allocate()方法獲取Buffer對(duì)象，且都是間接緩存區(qū)

Buffer的相關(guān)屬性

position：當(dāng)前正在進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)在緩沖區(qū)的位置
limit：緩沖區(qū)中有效數(shù)據(jù)的范圍
capacity：緩沖區(qū)的最大容量
mark：用來(lái)記錄position所在的位置，與mark()、reset()方法聯(lián)合使用
例：以ByteBuffer為例

   ByteBuffer ByteBuffer = ByteBuffer.allocate(10);

Buffer的相關(guān)常用方法

put()：向緩沖區(qū)存放數(shù)據(jù)
例：

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




flip()：切換緩沖區(qū)的讀寫(xiě)狀態(tài)，
例：

byteBuffer.flip();




get()：從緩存區(qū)獲取數(shù)據(jù)
例：

byteBuffer.get();




rewind()：使用get()方法從緩沖區(qū)獲取一部分或全部數(shù)據(jù)后，需要在重新從緩沖區(qū)中獲取數(shù)據(jù)，需要先調(diào)用rewind()方法，然后再使用get()方法
例：

byteBuffer.rewind();




mark()：將緩沖區(qū)屬性position的當(dāng)前取值賦給屬性mark，例：

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




reset()：將緩沖區(qū)屬性position的值重置為之前調(diào)用mark()方法時(shí)的position的值
例：

byteBuffer.reset();




clear()：重置緩沖區(qū)屬性position=0，屬性limit=capacity，這樣就無(wú)法獲取到緩沖區(qū)中正確的數(shù)據(jù)了，但是clear()方法不會(huì)清空緩沖區(qū)中已存在的數(shù)據(jù)
例：

byteBuffer.clear();

Buffer相關(guān)屬性的取值范圍 

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

直接緩沖區(qū)

根據(jù)緩沖區(qū)在屋里內(nèi)存中的位置分為：直接緩沖區(qū)、間接緩沖區(qū)
間接緩沖區(qū)：是在JVM的堆內(nèi)存中進(jìn)行創(chuàng)建的，JVM的GC能夠管理緩沖區(qū)占用的內(nèi)存。使用間接緩沖區(qū)進(jìn)行IO操作數(shù)據(jù)時(shí)，需要從用戶(hù)地址空間copy到內(nèi)核地址空間，或是從內(nèi)核地址空間copy到用戶(hù)地址空間，所以IO性能沒(méi)有直接緩沖區(qū)的好。


直接緩沖區(qū)：使用ByteBuffer.allocateDirect(1024)來(lái)創(chuàng)建直接緩沖區(qū)，直接緩沖區(qū)只有ByteBuffer類(lèi)型。獨(dú)立與JVM內(nèi)存之外的，存在于物理內(nèi)存中的一塊內(nèi)存區(qū)域；不收J(rèn)VM的GC管理。JVM會(huì)盡最大努力在此緩沖區(qū)上執(zhí)行本機(jī)IO操作以提高IO性能。由于直接緩沖區(qū)在JVM內(nèi)存之外，如果無(wú)法進(jìn)行有效管理容易造成物理內(nèi)存溢出，因此最好僅在直接緩沖區(qū)能在性能方面帶來(lái)明顯好處時(shí)使用。

NIO分散讀取和聚集寫(xiě)入

Scattering reads：分散讀取按照緩沖區(qū)的順序依次將數(shù)據(jù)讀取到應(yīng)用程序中；

   read(byte[])

Gathering writes：聚集寫(xiě)入按照緩沖區(qū)的順序依次將應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到緩沖區(qū)中：

   write(byte[])

NIO字符集

編碼：字符串轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組的過(guò)程
解碼：字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換成字符串的過(guò)程
解碼和編碼過(guò)程中，字符串與字節(jié)數(shù)組相互轉(zhuǎn)換使用到的字符集；通過(guò)Chartset.forName(charsetName)方法進(jìn)行聲明

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