Java IO和NIO

柔情只为你懂 2022-05-13 11:56 254阅读 0赞

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> Java提供了哪些IO方式？ NIO如何实现多路复用？

# Java IO和NIO #

版本号：2018/9/19-1(14:00)

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![IO 和  NIO][IO _ NIO]

### 文章目录 ###

*  Java IO和NIO
 *   *  基本概念(15)
     *   *  同步和异步
         *  阻塞和非阻塞
     *  IO/BIO(32)
     *   *  File
         *  RandomAccessFile
         *  InputStream
         *   *  FileInputStream
         *  OutputStream
         *   *  FilterOutputStream
             *   *  BufferedOutputStream
         *  Reader
         *   *  InputStreamReader
             *   *  FileReader
             *  BufferedReader
         *  Writer
         *   *  PrintWriter
     *  NIO(62)
     *   *  Channel
         *  Buffer
         *   *  ByteBuffer
             *   *  flip
             *  Direct、Heap
             *   *  MappedByteBuffer
                 *  性能开销
                 *  垃圾回收
         *  Selector
         *   *  SelectionKey
         *  CharSet
         *  多路复用
         *  Scatter/Gather
         *  NIO2
         *   *  AsynchronousServerSocketChannel
     *  网络IO(13)
     *   *  IO/BIO
         *  NIO
     *  文件拷贝(22)
     *   *  BIO
         *  NIO
         *  Files.copy
         *  拷贝性能
     *  知识扩展
     *  问题汇总
     *  参考资料

## 基本概念(15) ##

1、Java IO方式有哪些?

> 1.  传统java.io包：对文件进行了抽象、通过输入流输出流进行IO
> 2.  java.net包: 网络通信同样是IO行为
> 3.  java.nio包：Java1.4中引入了NIO框架
> 4.  java7的NIO2：引入了异步非阻塞IO方式

2、按照阻塞方式分类

> 1.  BIO: 同步、阻塞
> 2.  NIO：同步、非阻塞
> 3.  NIO2/AIO：异步、非阻塞

3、传统java.io包中的IO有什么特点？

> 1.  基于stream模型实现
> 2.  提供了常见的IO功能: File抽象、输入输出流
> 3.  交互方式：同步、阻塞的方式
> 4.  在读写动作完成前，线程会一直阻塞在那里，它们之间的调用是可靠的线性顺序。

4、Stream(流)到底是什么？有什么用？

> 1.  Out：代表能产出数据的数据源对象
> 2.  In：代表能接受数据的数据源对象
> 3.  作用：为数据源和目的地搭建一个传输通道

5、java.io包的好处和缺点

> 1.  优点：代码简单、直观
> 2.  缺点：IO效率、扩展性存在局限性，会成为应用性能的瓶颈

6、java.net下的网络通信的IO行为

> 1.  java.net下的网络API：Socket、ServerSocket、HttpURLConnection
> 2.  这些也都属于同步阻塞IO类库

7、NIO框架是什么?

> 1.  Java 1.4中引入
> 2.  位于java.nio 包
> 3.  提供了 Channel、Selector、Buffer 等新的抽象

8、NIO的特点?

> 1.  可以构建多路复用的、同步非阻塞 IO 程序
> 2.  同时提供了更接近操作系统底层的高性能数据操作方式。

9、NIO2或者AIO是什么？

> 1.  NIO 2，又称为AIO（Asynchronous IO）。
> 2.  在 Java 7 中，对NIO进一步改进。
> 3.  引入了异步非阻塞 IO 方式，也
> 4.  异步 IO 操作基于事件和回调机制—应用操作直接返回，而不会阻塞，当后台处理完成后，操作系统会通知相应线程进行后续工作。

10、nio和io相比性能优势在于哪里?(@Deprecated的说法)

> 1.  IO面向流，从Stream中逐步读取数据，并且没有缓冲区。
> 2.  NIO面向面向缓冲区，数据整体操作更加高效。
> 3.  IO是阻塞的，当前线程在没有数据可读时会出现阻塞。
> 4.  NIO是非阻塞的，通过Selector选择器选择合适的Channel进行数据操作。当一个Channel没有数据时，会切换到有效的Channel处理其他io，更搞笑。

11、NIO的性能就一定比IO高?如果是带缓冲的IO和NIO相比呢?

> 1.  传统的IO理论上是没有NIO快的: 用IO进行一个字节一个字节的读取。
> 2.  但是如果合理使用，如带缓冲区的IO(BufferedInputStream、BufferedReader)时会很快。
> 3.  此外根据测试在进行文件拷贝等IO操作时，会发现`NIO`并没有比`IO`更快，甚至在个别场景还会出现`NIO`更慢的情况
> 4.  IBM官方指明：JDK1.4时已经将`java.io`以`nio`为基础重新进行了实现，可以利用一些NIO的特性。因此处理方面的性能并不比NIO差。

12、NIO的真正优势并不是体现在速度上?

> 1.  随着JDK1.4对IO进行了重构。NIO在速度上的优势并不存在了。
> 2.  NIO真正优势体现在:
>     
>     1.  分散和聚集: 利用`Scatter/Gather`委托操作系统完成数据分散和聚集的工作
>     2.  文件锁定功能:
>     3.  网络异步IO: 非阻塞IO、IO多路复用(解决服务端多线程时的线程占用问题)

### 同步和异步 ###

13、同步和异步的区别？

> 1.  同步-synchronous
> 2.  异步-asynchronous
> 3.  同步是一种可靠的有序运行机制，同步操作时，后续的任务会等待当前调用的返回。
> 4.  异步中，其他任务不会等待当前调用返回，通常依靠事件、回调等级制来实现任务间次序关系

### 阻塞和非阻塞 ###

14、阻塞和非阻塞的区别?

> 1.  阻塞-blocking
> 2.  非阻塞-non-blocking
> 3.  阻塞操作时，当前线程会处于阻塞状态，无法进行其他任务，只有当满足一定条件时，才继续执行
> 4.  非阻塞状态，不会去等待IO操作结束，会立即返回。相应操作会在后台处理

15、阻塞和同步就是低效的操作？

> 错误！  
> 需要根据应用的实际场景。有些时候必须要进行阻塞和同步。

## IO/BIO(32) ##

1、传统IO操作就是指对文件进行操作?

> 错误！
> 
> 1.  文件操作是IO操作
> 2.  网络编程中，如Socket通信，都是典型的IO操作

2、IO流是什么吗？有什么用

> 1.  Input流和Output流
> 2.  主要用于处理设备间的数据传输

3、IO流的两种分类方式

> 1.  字节流和字符流
> 2.  输入流和输出流

4、字节流的抽象基类？

> 1.  InputStream
> 2.  OutputStream

5、字符流的抽象基类

> 1.  Reader
> 2.  Writer

6、字符流中融合了编码表

> 系统默认的一般采用GBK

7、字符流与字节流的区别

> 1.  处理对象不同：
>     
>     1.  字节流能处理所有类型的数据（如图片、多媒体等）
>     2.  字符流只能处理字符类型的文本数据。
> 2.  读写单位不同：
>     
>     1.  字节流以字节byte为单位，1byte=8bit。
>     2.  字符流以字符为单位，1个字符=2个字节(java中采用unicode编码)。根据码表映射字符，一次可能读多个字节。
> 3.  有无缓冲区：
>     
>     1.  字节流没有缓冲区，是直接输出的。字节流不调用colse()方法时，信息就已经输出了。
>     2.  字符流是输出到缓冲区的。只有在调用close()方法关闭缓冲区时，信息才输出。要想字符流在未关闭时输出信息，则需要手动调用flush()方法。

8、字符流让信息输出的两种办法

> 1.  close()关闭缓冲区时，信息会输出。
> 2.  手动调用flush()来输出信息。

9、字符流和字节流如何选择？

> 1.  只要是处理纯文本数据，就优先考虑使用字符流
> 2.  除此之外都使用字节流

10、Closeable 接口

> 1.  很多 IO 工具类都实现了 Closeable 接口，因为需要进行资源的释放。
> 2.  需要利用try-with-resources、 try-finally 等机制保证 资源被释放
> 3.  Cleaner 或 finalize 机制作为资源释放的最后把关，也是必要的。

11、Java传统IO相关的类图  
![Java传统IO相关的类图][Java_IO]

12、java.io包中六大类和接口

> 1.  File、RandomAccessFile、InputStream、OutputStream、Reader、Writer
> 2.  Serializable

13、InputStream/OutputStream 和 Reader/Writer 的关系和区别。

> 1.  都实现了Closeable接口，用于资源的释放。
> 2.  字节流: InputStream/OutputStream
> 3.  字符流: Reader/Writer

14、Java I/O 主要的三个部分

> 1.  流式部分-IO主体部分
> 2.  非流式部分-一些辅助流式部分的类：File、RandomAccessFile、FileDescriptor
> 3.  其他类-文件读取部分、安全相关的类

### File ###

15、File类

> 1.  采用File文件作为类名并不准确.
> 2.  本质上是文件路径，使用FilePath会更准确。

16、创建的新文件，为什么只有很少的内容，也会占据几KB?

> 操作系统有最小分配空间

17、不同文件的开头会包含该文件类型相关信息

18、文件的创建

//创建文件 File file = new File("d:\\a.txt"); if(file.exists() == false) { file.createNewFile(); }

19、文件夹的创建

//创建文件夹 File fileFolder = new File("d:\\New Folder"); if(fileFolder.isDirectory() == false) { fileFolder.mkdir(); //创建folders }

20、列出文件夹内所有文件

//列出所有文件 File fileFolder = new File("d:\\New Folder"); if(fileFolder.isDirectory() == false) { File []files = fileFolder.listFiles(); for (File file : files) { file.getName(); } }

### RandomAccessFile ###

21、RandomAccessFile是什么?

> 1.  随机文件操作
> 2.  一个独立的类，直接继承至Object.
> 3.  功能丰富，可以从文件的任意位置进行存取（输入输出）操作。

### InputStream ###

22、输入流/输出流的作用?

> 1.  InputStream/OutputStream
> 2.  是用于读取或写入字节的，例如操作图片文件。

23、FileInputStream的注意点

> 1.  打开 FileInputStream，会获取相应的文件描述符（FileDescriptor）
> 2.  需要利用try-with-resources、 try-finally 等机制保证 FileInputStream 被明确关闭，进而相应文件  
>     描述符也会失效，否则将导致资源无法被释放。

#### FileInputStream ####

24、FileInputStream读取文件中数据

// 1、创建文件 File file = new File("d:\\a.txt"); // 2、创建输入流(字节流) FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file); byte[] bytes = new byte[1024]; int n; // 3、从输入流中读取数据，存放到byte数组中 while((n = fileInputStream.read(bytes)) != -1) { // 4、创建String并且显示 String s = new String(bytes, 0, n); System.out.println(s + "\r\n"); //换行 } // 5、关闭输入流 fileInputStream.close();

### OutputStream ###

#### FilterOutputStream ####

##### BufferedOutputStream #####

25、BufferedOutputStream的作用?

> 1.  BufferedOutputStream 等带缓冲区的实现，
> 2.  可以避免频繁的磁盘读写，进而提高 IO 处理效率。
> 3.  这种设计利用了缓冲区，将批量数据进行一次操作，
> 4.  使用中一定要`flush`。

### Reader ###

26、Reader/Writer的作用?

> 1.  Reader/Writer 则是用于操作字符
> 2.  增加了字符编解码等功能
> 3.  适用于从文件中读取或者写入文本信息等操作。
> 4.  本质上计算机操作的都是字节(不管是网络通信还是文件读取)，Reader/Writer 相当于构建了应用逻辑和原始数据之间的桥梁。

#### InputStreamReader ####

##### FileReader #####

27、FileReader读取文件中数据

// 1、创建文件 File file = new File("d:\\a.txt"); // 2、创建输入流(字符流) FileReader fileReader = new FileReader(file); char[] chars = new char[1024]; int n; // 3、从输入流中读取数据，存放到byte数组中 while((n = fileReader.read(chars)) != -1) { // 4、创建String并且显示 String s = new String(chars, 0, n); System.out.println(s + "\r\n"); //换行 } // 5、关闭输入字符流 fileReader.close();

#### BufferedReader ####

28、BufferedReader的作用

> 1.  包装Reader的子类
> 2.  增加缓存区的功能

29、BufferedReader的使用

// 1、创建FileReader FileReader fileReader = new FileReader(new File("d:\\a.txt")); // 2、创建BufferedReader，利用缓存区增强性能，并且提供readline()功能 BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(fileReader); // 3、从输入流中读取数据，存放到byte数组中 String str; while((str = bufferedReader.readLine()) != null) { System.out.println(str); //换行 } // 4、关闭BufferedReader bufferedReader.close();

### Writer ###

#### PrintWriter ####

30、PrintWriter的作用

> 1.  向文本输出流, 以格式化的形式, 打印数据。
> 2.

31、PrintWriter的使用

// 1、创建PrintWriter PrintWriter printWriter = new PrintWriter(new File("d:\\a.txt")); // 2、向文件中写入数据。原来的所有数据会先删除。然后依次写入数据 printWriter.append("Hello"); printWriter.write("World!"); printWriter.print("Godebye"); // 3、刷新缓存区 printWriter.flush(); printWriter.close();

32、write、print、append之间的区别？

> 1.  效果上没有区别，都是写入数据。
> 2.  返回值上会有区别，append()会返回`printWriter`，可以进行链式调用。
> 3.  write和print都没有返回值。
> 4.  print()参数为(String)null，会打印出null
> 5.  write()参数为null，会有空指针异常。

## NIO(62) ##

1、NIO的主要组成部分

> 1.  Buffer
> 2.  Channel
> 3.  Selector
> 4.  ChartSet

### Channel ###

2、Channel的作用？

> 1.  类似在Linux操作系统上的文件描述符
> 2.  一种操作系统底层的抽象
> 3.  用来支持批量式IO操作

3、Channel 是操作系统底层的一种抽象。

> 1.  File 或者 Socket，通常被认为是比较高层次的抽象
> 2.  Channel 是更加操作系统底层的一种抽象
> 3.  使得 NIO 得以充分利用现代操作系统底层机制，获得特定场景的性能优化，
> 4.  例如，DMA（Direct Memory Access）等。
> 5.  不同层次的抽象是相互关联的，Socket和Channel之间能相互获取。

### Buffer ###

4、Buffer的作用？

> 1.  Buffer是NIO操作数据的基本工具
> 2.  Java为每种原始数据类型都提供了Buffer(布尔类型除外)
> 3.  高效的数据容器

5、Buffer的分类(7种)  
![Buffer的分类][Buffer]

6、Buffer的基本属性

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>基本属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>capcity</td> 
   <td>Buffer的大小，也就是数组的长度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>position</td> 
   <td>对数据进行操作的起始位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>limit</td> 
   <td>操作的限额。读取操作，limit就是所能容纳数据的上线；写入操作，limit就是设置为容量或者容量以下的可写额度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mark</td> 
   <td>上一次position的位置，默认-1</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

7、Buffer的创建

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(10);

> 1.  capcity = 10(容量)
> 2.  position = 0，会从第一个数据才是操作。
> 3.  limit = 10， 操作的数据不能超过容量。
> 4.  mark = -1(默认值)

8、读取数据到Buffer中

socketChannel.read(byteBuffer);

> 1.  position会随着read操作而不断增大，但不会超过limit

9、buffer.flip: 反转操作，用于读取之前写入的数据

byteBuffer.flip();

> 1.  如翻转前：position = 10， limit = 20
> 2.  flip后：limit = 10(position的旧值), position = 0(复位到0)

10、从Buffer中读取数据

socketChannel.write(buffer)；

> 1.  和read类似
> 2.  随着操作，buffer中的position会逐渐增加，接近limit(但不会超过)

11、buffer.rewind：重读数据

buffer.rewind();

> 1.  limit保持不变
> 2.  position = 0.

#### ByteBuffer ####

12、ByteBuffer是什么？

> 1.  NIO中使用的Byte Buffer
> 2.  包含两个实现方法：
>     
>     1.  HeapByteBuffer: 基于Java堆的实现
>     2.  DirectByteBuffer: 堆外的实现方法，采用了`unsafe API`

13、从Channel中读取数据到ByteBuffer中

byteBuffer = ByteBuffer.allocate(N); //读取数据，写入byteBuffer socketChannel.read(byteBuffer); // 翻转，才能打印出来 byteBuffer.flip(); System.out.println("receive msg from client: "+Charset.defaultCharset().decode(byteBuffer.asReadOnlyBuffer()).toString());

14、向Channel中写入数据

socketChannel.write(Charset.defaultCharset().encode("Hello World!"));

##### flip #####

15、ByteBuffer.flip()

> 1.  进行翻转。将limit设置到position，然后将position复位到0。
> 2.  从Channel中read后，立即用于写数据。

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); // 1、读取到数据 socketChannel.read(byteBuffer); // 2、翻转 byteBuffer.flip(); // 3、发送给Client socketChannel.write(byteBuffer);

#### Direct、Heap ####

16、Buffer.isDirect()有什么用?

public abstract boolean isDirect();

> 1.  抽象方法
> 2.  用于判断具体Buffer是属于`堆内Buffer(Heap)`还是`堆外Buffer(Direct)`

17、如何创建堆外的Buffer?

> 1.  使用allocateDirect()方法创建
> 2.  只有`ByteBuffer`可以调用`allocateDirect()`创建`堆外`Buffer

public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) { return new DirectByteBuffer(capacity); }

18、如何创建堆内的Buffer?

> 1.  allocate()方法创建
> 2.  所有Buffer都可以创建在堆内

// ByteBuffer.java public static ByteBuffer allocate(int capacity) { if (capacity < 0) throw new IllegalArgumentException(); return new HeapByteBuffer(capacity, capacity); }

// IntBuffer.java public static IntBuffer allocate(int capacity) { if (capacity < 0) throw new IllegalArgumentException(); return new HeapIntBuffer(capacity, capacity); }

// LongBuffer.java public static LongBuffer allocate(int capacity) { if (capacity < 0) throw new IllegalArgumentException(); return new HeapLongBuffer(capacity, capacity); }

19、所有的Buffer都可以选择创建在堆内或者堆外？

> 不准确！
> 
> 1.  只有ByteBuffer可以调用`allocateDirect()`创建`Direct Buffer(堆外)`
> 2.  其他类型Buffer没有该方法，但是也有相关类`DirectCharBufferS`等等。

20、堆内Buffer底层是如何实现的?

> 1.  共七种Buffer: ByteBuffer、IntBuffer、LongBuffer等等
> 2.  内部就是对应的数组；byte数组、int数组、long数组等等，
> 3.  position、limit、mark、capacity的赋值，都是在基类Buffer的构造方法中执行。

21、使用堆内Buffer操作相关的api，jdk会额外进行Direct Buffer缓存

> 1.  使用堆内Buffer操作相关的api, jdk会将其复制为Direct buffer，并且在线程内部进行缓存。
> 2.  早期jdk对Direct Buffer的缓存大小没有限制，但是容易出现OOM，后续jdk进行了限制。
> 3.  因此建议：尽量不要使用堆内的ByteBuffer操作Channel类api。

##### MappedByteBuffer #####

22、DirectByteBuffer是什么?

> 1.  继承自抽象类`MappedByteBuffer`
> 2.  实现了`DirectBuffer`接口
> 3.  Direct-堆外相关的类都无法在JDK之外去引用
> 4.  底层利用了unsafe\_allocatememory

23、MappedByteBuffer的内部原理

> 1.  将文件按照指定大小，直接映射为`内存区域`
> 2.  程序访问该内存区域时，可以直接操作文件的数据。
> 3.  直接将数据拷贝到了用户空间, 从而省去了将数据从`内核空间`向`用户空间`传输的损耗。
> 4.  本质上就是一种`Direct Buffer`

24、MappedByteBuffer会影响NIO性能?

> 1.  错误观点: NIO如果使用不当，速度会比传统IO慢几十倍。比如用`MappedByteBuffer`将文件映射到内存时。
> 2.  因为本质是节省了上下文切换的性能开销，性能应该更好。

25、内存映射的效率比系统调用`read、write`还要高?

> 1.  read、write作为系统调用，将数据拷贝到内存中，需要经过两次拷贝：磁盘文件到内核缓存区，内核缓存区到用户空间缓存区。
> 2.  内存映射，直接将文件数据从硬盘拷贝到了`用户空间`，只有一次数据拷贝。
> 3.  NIO中直接内存映射到Buffer相当于直接在内存中存取数据，不需要经过内核态的缓冲区，性能更高。

26、MappedByteBuffer的创建

> 1-实例

// 只读、文件的起始位置10、map的size为30-最大位置是40 fileChannel.map(READ_ONLY, 10, 30);

> 2-map()方法

public abstract MappedByteBuffer map(MapMode mode, // 模式 long position, //从文件的position位置开始进行map映射 long size) //map映射的最大尺寸

> 3-Mode有三种: 只读、可读可写、写时复制

// read-only：只读 public static final MapMode READ_ONLY; // read/write：可读可写 public static final MapMode READ_WRITE; // private (copy-on-write): 私有模式，写时进行拷贝。 public static final MapMode PRIVATE;

27、copy-on-write是什么意思?(COW)

> 1.  写时拷贝技术-COW

28、DirectBuffer接口有什么用?

> 1-内部定义了三个方法

public interface DirectBuffer { long address(); Object attachment(); Cleaner cleaner(); }

##### 性能开销 #####

29、DirectBuffer的性能优势？为什么会有性能优势？

> 1.  实际使用中，Java会尽量对Direct Buffer只做`本地IO操作`
> 2.  对于很多大数据量的`IO密集操作`，性能会比较高
> 3.  Direct Buffer 生命周期内内存地址都不会再发生改变，因此内核可以安全的进行访问，`IO操作会很高效`。(本质就是寻址简单，跟锁没关系)
> 4.  减少了Heap堆内对象存储时的维护工作，`访问效率会提高`。

30、为什么Direct Buffer 生命周期内内存地址都不会再发生改变，因此IO操作会很高效?是否是因为没有锁竞争?

> 1.  本质就是寻址简单
> 2.  跟锁完全没有关系

31、DirectBuffer的性能缺点？什么场景下才适合使用DirectBuffer?

> 1.  `DirectBuffer`在创建和销毁中，相比`Heap Buffer`会有额外的开销
> 2.  适合长期使用、数据较大的场景。

32、Direct Buffer(堆外)比Heap Buffer更高效，所以应该尽可能都用Direct Buffer?

> 错误！  
> 短期使用、数据量较少时还是`堆内Heap Buffer`更好一些。

##### 垃圾回收 #####

33、Direct Buffer对内存和JVM参数的影响

> 1.  不在堆上，Xmx之类的参数，不能影响Direct Buffer等堆外成员所使用的内存额度
> 2.  堆外Buffer设置内存额度的JVM参数: -xx:MaxDirectMemorySize=512M
> 3.  计算Java可以使用的内存大小，除了需要考虑堆内，还需要考虑DirectBuffer等堆外元素

34、Direct Buffer什么时候会被垃圾回收?

> 1.  实际无法预测
> 2.  依赖于cleanner
> 3.  一般是延迟到`full GC`时期，快满时会被`System.gc()`触发ref处理。

35、Java可使用的内存大小只和堆有关？

> 错误！
> 
> 1.  不仅需要考虑Heap
> 2.  还需要考虑堆外元素

36、如果出现内存不足，可能有哪些原因？

> 1.  需要考虑堆外内存占用

37、垃圾回收是否会回收Direct Buffer?Direct Buffer是如何回收的?

> 1.  绝大部分GC都不会主动收集Direct Buffer
> 2.  Direct Buffer的垃圾回收是基于`Cleaner`机制和`PhantomReference-虚引用、幻想引用`
> 3.  Direct Buffer本身不是public类型，内部具有一个`Deallocator`负责销毁逻辑
> 4.  其销毁主要是在`full GC`的时候，使用不当会`OOM`

38、Direct Buffer垃圾回收上的注意点

> 1.  应用程序中，要显式地调用`System.gc()`来强制触发GC
> 2.  在大量使用Direct Buffer的时候，主动去调用释放方法。(可以参考Netty框架，实现在PlatformDependent中)
> 3.  重复使用Direct Buffer

39、Direct Memory一定不会引起Full GC, 只有在Full GC和调用System.gc()时才会去回收?

> 1.  不是，还是利用`sun.misc.Cleaner`
> 2.  但是具体实现有瑕疵，进场需要依赖`System.gc()`
> 3.  后续的jdk版本有改进

40、如何跟踪和诊断Direct Buffer的内存占用?

> 1.  通常的垃圾回收日志不会包含Direct Buffer的信息
> 2.  JDK8之后，可以使用`Native Memory Tracking(NMT)`特性进行诊断
> 3.  NMT的参数: `-XX:NativeMemoryTracking=(summary | detail)`
> 4.  激活NMT通常会导致`JVM`出现`5%~10%`的性能下降

41、NMT可以在运行时采用命令进行交互式对比

> 1-打印NMT信息

// 打印NMT信息
    jcmd <pid> VM.native_memory detail

> 2-进行baseline，并且对比分配内存变化

// 进行baseline
    jcmd <pid> VM.native_memory baseline
    
    // 对比分配内存变化
    jcmd <pid> VM.native_memory detail.diff

> 3-输出结果的Internal部分会包含Direct Buffer内存使用情况

-Internal (reserved=679KB +4KB, committed=679KB +4KB)
              (malloc=615KB +4KB #1571 +4)
              (mmap: reserved=64KB, committed=64KB)

> 4-底层利用了unsafe\_allocatememory, 但是本质并不是JVM内部使用的内存，在JDK11之后，将其分类在other部分

### Selector ###

42、Selector的作用

> 1.  是 NIO 实现多路复用的基础，
> 2.  它提供了一种高效的机制，可以检测到注册在Selector 上的多个 Channel 中，是否有 Channel 处于就绪状态，进而实现了单线程对多Channel 的高效管理。
> 3.  Selector也是基于底层操作系统机制的，不同模式、不同版本都存在区别。
> 4.  Linux 上依赖于epoll
> 5.  Windows 上 NIO2（AIO）模式则是依赖于iocp

43、Linux中的epoll是什么?

44、Windows中的iocp是什么?

#### SelectionKey ####

45、SelectionKey是什么？

> 1.  表示`SelectableChannel`在Selector中注册的句柄/标记
> 2.  `serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);`会返回注册事件的句柄。

46、一个Selector对象包含三种类型的SelectionKey集合

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th></th> 
   <th></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>all-keys</td> 
   <td>当前所有向Selector注册的Channel的句柄(SelectionKey)的集合</td> 
   <td>selector.keys()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>selected-keys</td> 
   <td>相关事件已经被Selector捕获的SelectionKey的集合</td> 
   <td>selector.selectedKeys()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cancelled-keys</td> 
   <td>已经被取消的SelectionKey的集合</td> 
   <td>无API</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

47、SelectionKey何时被新建？何时会被加入到Selector的all-keys集合中？

> 1.  Channel注册到Selector中时, 会新建一个SelectionKey，然后加入到all-keys集合中。
> 2.  serverSocketChannel.register(selector, xxx)

48、SelectionKey对象何时会被遗弃(加入到cancelled-keys集合中)？

> 1.  SelectionKey相关的Channel被关闭
> 2.  调用了`SelectionKey.cancel()`方法

### CharSet ###

49、Chartset的作用

> 1.  提供 Unicode 字符串定义，
> 2.  NIO 也提供了相应的编解码器等，
> 3.  例如，通过下面的方式将字符串转换到 ByteBuffer：

Charset.defaultCharset().encode("Hello world!"));

50、ByteBuffer转换为String

Charset charset = Charset.defaultCharset(); // asReadOnlyBuffer将Buffer复制一份出来。 CharBuffer charBuffer = charset.decode(byteBuffer.asReadOnlyBuffer()); String string = charBuffer.toString();

### 多路复用 ###

51、为什么需要多路复用？

> 1.  传统IO是一个线程处理一个链接
> 2.  采用多路复用可以一个线程处理多个链接

52、NIO多路复用的局限性

> 1.  当有IO请求在数据拷贝阶段。
> 2.  由于资源类型过于庞大，会导致线程长期阻塞
> 3.  造成性能瓶颈

### Scatter/Gather ###

53、NIO的Scatter/Gather机制是什么?

> 1.  作为一个强大的工具，将数据的分散和聚集的任务委托给操作系统来完成。
> 2.  Scatter: 将读取到的数据分开放置到多个存储桶中(Bucket)
> 3.  Gather: 将不同的数据区块合并成一个整体

54、如何在channel读取时，将不同片段写入到对应的Buffer中(类似二进制消息拆分为消息头、消息体)？可以采用NIO的什么机制？

> 1.  可以采用NIO分散-scatter机制来写入不同Buffer。
> 2.  但是需要请求头的长度固定：

// 消息头 ByteBuffer header = ByteBuffer.allocate(128); // 消息体 ByteBuffer body = ByteBuffer.allocate(1024); // 从channel中读取不同片段 ByteBuffer[] bufferArray = { header, body}; channel.read(bufferArray);

### NIO2 ###

55、NIO2

> 1.  Java 7引入了NIO 2
> 2.  提供了一种额外的异步IO模式
> 3.  利用事件和回调，处理`Accept、Read`等操作。

56、NIO 2 也不仅仅是异步

57、Future

58、CompletionHandler

59、Reactor和Proactor模式需要和Netty主题一起

60、NIO和NIO2的类似处

> 1.  AsynchronousServerSocketChannel对应ServerSocketChannel
> 2.  AsynchronousSocketChannel对应SocketChannel

61、NIO2的局限性

#### AsynchronousServerSocketChannel ####

62、AsynchronousServerSocketChannel进行网络请求

// 1、创建AsynchronousServerSocketChannel
    AsynchronousServerSocketChannel serverSocketChannel = AsynchronousServerSocketChannel.open()){
    // 2、绑定IP和端口
    serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(), 8888));
    
    // 3、为异步操作，指定CompletionHandler回调。
    serverSocketChannel.accept(serverSocketChannel, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, AsynchronousServerSocketChannel>() {
            @Override
            public void completed(AsynchronousSocketChannel result, AsynchronousServerSocketChannel attachment) {
                   serverSocketChannel.accept(serverSocketChannel, this);
                handleRequest(result);
            }
    
            @Override
            public void failed(Throwable exc, AsynchronousServerSocketChannel attachment) {
    
            }});

## 网络IO(13) ##

### IO/BIO ###

1、Socket简单实现客户端和服务端通信

> 1-服务端：建立ServerSocket，等待客户端连接，然后处理数据。

public class DemoSocketServer extends Thread{ private ServerSocket serverSocket; public int getPort(){ return serverSocket.getLocalPort(); } @Override public void run() { try { // 1、服务端启动ServerSocket，端口=0，表示自动绑定一个空闲端口 serverSocket = new ServerSocket(0); while (true){ // 2、阻塞等待一客户端的连接 Socket socket = serverSocket.accept(); // 3、处理客户端(新建一个线程) RequestHandler requestHandler = new RequestHandler(socket); requestHandler.start(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally { // 任何情况下都要保障Socket资源关闭。 if(serverSocket != null){ try { serverSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } // 客户端请求的Handler public static class RequestHandler extends Thread{ private Socket mSocket; RequestHandler(Socket socket){ mSocket = socket; } @Override public void run() { try { // 1、Socket的输出流来创建printWriter PrintWriter printWriter = new PrintWriter(mSocket.getOutputStream()); // 2、写入数据 printWriter.println("Hello World!"); printWriter.flush(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }

> 2-客户端(简单的打印数据)：借助try-with-resources，用Reader去读取数据。

// 客户端
    public class Main {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            DemoSocketServer server = new DemoSocketServer();
            server.start();
            // 1、Socket客户端，绑定Server端Host地址，和Server端的端口。(这边是本机)
            try (Socket client = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), server.getPort())) {
                // 2、通过客户端的inpustream，创建Reader
                BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
                // 3、从Reader中读取到数据，并且打印。
            }
        }
    }

2、线程池改进服务端

> 1.  需要减少线程频繁创建和销毁的开销

// 线程池 private Executor mExecutor; @Override public void run() { try { serverSocket = new ServerSocket(0); // 1、创建线程池：只有核心线程数，没有非核心线程数。任务队列无限。空闲线程会立即停止 mExecutor = Executors.newFixedThreadPool(8); while (true){ Socket socket = serverSocket.accept(); RequestHandler requestHandler = new RequestHandler(socket); // 2、线程池进行处理 mExecutor.execute(requestHandler); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally { // 任何情况下都要保障Socket资源关闭。 if(serverSocket != null){ try { serverSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }

3、服务端采用线程池来提供服务的典型工作模式图  
![典型工作模式][da7e1ecfd3c3ee0263b8892342dbc629.png]

4、服务端采用线程池处理客户端连接的缺点？

> 1.  连接数几百时，这种模式没有问题。
> 2.  但是在高并发，客户端及其多的情况下，就会出现问题。
> 3.  线程上下文切换的开销会在高并发时非常明显。
> 4.  这就是同步阻塞方式的低扩展性的体现

### NIO ###

5、NIO优化服务端连接问题的实例

public class NIOServer extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            try (// 1、创建Selector。调度员的角色。
                 Selector selector = Selector.open();
                 /**-------------------------
                  * 2、创建Channel。并进行配置。
                  *---------------------------*/
                 ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open()){
                // 1. 绑定IP和端口
                serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(), 8888));
                // 2. 非阻塞模式。因为阻塞模式下是不允许注册的。
                serverSocketChannel.configureBlocking(false);
                /**-------------------------
                 * 3、向Selector进行注册。通过OP_ACCEPT，表明关注的是新的连接请求
                 *---------------------------*/
                serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
                while(true){
                    // 4、Selector调度员，阻塞在select操作。当有Channel有接入请求时，会被唤醒
                    selector.select();
                    // 5、被唤醒，获取到事件已经被捕获的SelectionKey的集合
                    Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
                    Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
                    while (iterator.hasNext()){
                        SelectionKey selectionKey = iterator.next();
                        // 6、从SelectionKey中获取到对应的Channel
                        handleRequest((ServerSocketChannel) selectionKey.channel());
                        iterator.remove();
                    }
                }
    
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        // 处理客户端的请求
        private void handleRequest(ServerSocketChannel socketChannel){
    
            // 1、获取到连接到该Channel Socket的连接
            try(SocketChannel client = socketChannel.accept()) {
                ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    
                // 2、从客户端读取数据
                client.read(byteBuffer);
    
                // 3、翻转，用于读取显示和发送给服务器
                byteBuffer.flip();
                System.out.println("receive msg from client: "
                        +Charset.defaultCharset().decode(byteBuffer.asReadOnlyBuffer()).toString());
    
                // 4、向客户端中写数据
                client.write(byteBuffer);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

> 测试

public class Main {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            // 开启服务器
            NIOServer server = new NIOServer();
            server.start();
    
            // 1、Socket客户端，绑定Server端Host地址，和Server端的端口。(这边是本机)
            try (Socket client = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888)) {
    
                // 2、写入数据
                BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(client.getOutputStream()));
                bufferedWriter.write("I'm Client!");
                bufferedWriter.flush();
    
                // 3、读取数据
                BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
                System.out.println("receive msg from server: "+bufferedReader.readLine());
            }
        }
    }

6、NIO在Socket编程上的优势

> 1.  使用非阻塞的IO方式
> 2.  支持IO多路复用
> 3.  这些特性改变了传统网络编程中一个线程只能管理一个链接的情况，现在可以采用一个线程管理多个链接。

7、NIO为什么比IO同步阻塞模式要更好？

> 1.  同步阻塞模式需要多线程来处理多任务。
> 2.  NIO利用了单线程轮询事件的机制，高效定位就绪的Channel。
> 3.  仅仅是`select`阶段是阻塞的，可以避免大量客户端连接时，频繁切换线程带来的问题。

8、NIO实现网络通信的工作模式图  
![工作模式图][ad3b4a49f4c1bff67124563abc50a0a2.png]

9、NIO能解决什么问题？

> 1.  服务端多线程并发处理任务，即使使用线程池，高并发处理依然会因为上下文切换，导致性能问题。
> 2.  NIO是利用单线程轮询事件的机制，高效的去选择来请求连接的Channel仅提供服务。

10、NIO的请求接收和处理都是在一个线程处理，如果有多个请求的处理顺序是什么？

> 1.  多个请求会按照顺序处理
> 2.  如果一个处理具有耗时操作，会阻塞后续操作。
> 3.

11、NIO是否应该在服务端开启多线程进行处理？

> 1.  我觉得是可以的

12、NIO遇到大量耗时操作该怎么办？

> 1.  如果有大量耗时操作，那么整个`NIO模型`就不适用于这种场景。？？感觉可以开多线程。
> 2.  过多的耗时操作，可以采用传统的IO方式。

13、selector在单线程下的处理监听任务会成为性能瓶颈？

> 1.  是的。单线程中需要依次处理监听。会导致性能问题。
> 2.  在并发数数万、数十万的情况下，会导致性能问题。
> 3.  Doug Lea推荐使用多个`selector`，在多个线程中并发监听Socket事件

## 文件拷贝(22) ##

1、Java有几种文件拷贝方式？哪一种效率最高？

> 1.  java.io类库: 为源文件构建FileInputStream，为目标文件构建FileOutputStream，从input中读取，写入到output中
> 2.  java.nio类库: transferTo或者transferFrom
> 3.  java.nio.file.Files: Files.copy()进行拷贝

2、不同的文件复制方式，底层机制有什么不同？

3、用户态空间是什么？

> 1.  用户态空间-User Space
> 2.  用户态空间是普通应用和服务所使用的

4、内核态空间是什么?

> 1.  内核态空间-Kernel Space
> 2.  操作系统内核、硬件驱动等都运行在内核态空间

5、读写操作时的上下文切换是什么?

> 1.  就是内核态和用户态之间的切换。
> 2.  使用输入流、输出流进行读写操作时，就在进行用户态和内核态之间的上下文切换。
> 3.  当读取数据时，会切换至`内核态`将数据从磁盘读取到内核缓存。然后再切换到`用户态`，将数据从内核缓存读取到用户缓存。
> 4.  写入操作类似, 仅仅是方向相反。  
>     !上下文切换([https://static001.geekbang.org/resource/image/6d/85/6d2368424431f1b0d2b935386324b585.png][https_static001.geekbang.org_resource_image_6d_85_6d2368424431f1b0d2b935386324b585.png])

6、读写操作时的性能问题是什么?如何去解决？

> 1.  读写操作时，进行用户态和内核态的上下文切换，会带来额外的开销，从而降低IO效率。
> 2.  基于NIO transferTo的实现方式，在Linux和Unix上，会用到零拷贝技术。
> 3.  数据传输不再需要用户态参与，节省了上下文切换的开销和不必要的内存拷贝，进而可能提高应用拷贝性能。

7、为什么零拷贝(zero-copy)可能有性能优势?

> 1.  不再需要用户态和内核态的切换
> 2.  减少了从`内核缓存`拷贝到`用户缓存`的这些不必要的内存拷贝。  
>     1. 原来是4次拷贝: 磁盘->内核缓存，内核缓存->用户缓存，用户缓存->内核缓存，内核缓存->磁盘  
>     1. 零拷贝只有2次拷贝: 磁盘->内核缓存，内核缓存->磁盘

8、NIO transferTo的实现方式

> 1.  会采用零拷贝技术
> 2.  `transferTo`不仅仅用在文件拷贝中，也能用于`读取磁盘文件`、然后Socket进行发送。同样性能有很大优势。  
>     ![NIO transferTo][]

9、为什么copy要设计成需要进行上下文切换的方式？为什么不和nio的transfer一样设计为不需要用户态切换的开销？

> 1.  大部分工作需要用户态。为什么？
> 2.  transfer是特定场景而不是通用长焦

### BIO ###

10、利用javaio的InputStream和OutputStream进行文件拷贝

> 1-实现文件拷贝

/**========================================
         * java.io: 实现文件复制
         * @param src 源文件
         * @param dst 目标文件
         *=======================================*/
        public static void copyFileByIO(File src, File dst){
            try(InputStream inputStream = new FileInputStream(src);
                OutputStream outputStream = new FileOutputStream(dst)){
    
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int length;
                // 读取数据到byte数组中，然后输出到OutStream中
                while((length = inputStream.read(buffer)) > 0){
                    outputStream.write(buffer, 0, length);
                }
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

> 2-测试程序

File src = new File("D:\\src.txt"); File dst = new File("D:\\dst.txt"); copyFileByIO(src, dst);

### NIO ###

11、利用NIO实现文件的拷贝

/**===================================
     * java.nio: 实现文件复制
     * @param src 源文件
     * @param dst 目标文件
     *===============================*/
    public static void copyFileByChannel(File src, File dst){
        // 1、获取到源文件和目标文件的FileChannel
        try(FileChannel srcFileChannel  = new FileInputStream(src).getChannel();
            FileChannel dstFileChannel = new FileOutputStream(dst).getChannel()){
            // 2、当前FileChannel的大小
            long count = srcFileChannel.size();
            while(count > 0){
                /**=============================================================
                 *  3、从源文件的FileChannel中将bytes写入到目标FileChannel中
                 *     1. srcFileChannel.position(): 源文件中开始的位置，不能为负
                 *     2. count: 转移的最大字节数，不能为负
                 *     3. dstFileChannel: 目标文件
                 *==============================================================*/
                long transferred = srcFileChannel.transferTo(srcFileChannel.position(),
                        count, dstFileChannel);
                // 4、传输完成后，更改源文件的position到新位置
                srcFileChannel.position(srcFileChannel.position() + transferred);
                // 5、计算出剩下多少byte需要传输
                count -= transferred;
            }
    
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

> 测试

File src = new File("D:\\src.txt"); File dst = new File("D:\\dst.txt"); // nio拷贝 copyFileByChannel(src, dst);

12、Nio的transferTo一定会快于BIO吗?

> 1.  需要看实际场景，比如普通的笔记本电脑。?

### Files.copy ###

13、利用Files.copy()进行文件拷贝

Path srcPath = Paths.get("D:\\src.txt"); Path dstPath = Paths.get("D:\\dst.txt"); try { // 进行拷贝，CopyOption参数可以没有 Files.copy(srcPath, dstPath); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }

14、Files.copy()有哪4种方法？

> 1-文件间进行copy

public static Path copy(Path source, Path target, CopyOption... options);

> 2-从输入流中copy到文件中

public static long copy(InputStream in, Path target, CopyOption... options);

> 3-从文件中copy到输出流

public static long copy(Path source, OutputStream out);

> 4-从输入流copy到输出流中

private static long copy(InputStream source, OutputStream sink);

15、Path copy(Path, Path, CopyOption…)源码分析

public static Path copy(Path source, Path target, CopyOption... options) { FileSystemProvider provider = provider(source); if (provider(target) == provider) { // same provider-同种文件系统拷贝 provider.copy(source, target, options); } else { // different providers-不同文件系统拷贝 CopyMoveHelper.copyToForeignTarget(source, target, options); } return target; }

> 1.  从文件系统中最终会定位到`UnixCopyFile.c`
> 2.  根据内部实现的说明，这只是简单的用户态空间拷贝。
> 3.  因此这个`copy(path, path)`并不是利用`transferTo`，而是本地技术实现的`用户态拷贝`

16、FileSystemProvider是什么？如何提供文件系统的？

> 1.  文件系统的服务的提供者
> 2.  是一个抽象类
> 3.  内部通过`ServiceLoader机制`加载一系列`文件系统`，然后提供服务。
> 4.  文件系统的实际逻辑是在JDK内部实现的，可以在JDK源码中搜索`FileSystemProvider、nio`，可以定位到`sun/nio/fs`，因为NIO底层和操作系统紧密相连，所以每个平台都有自己部分特有的文件系统。
> 5.  Unix平台上会定位到`UnixFileSystemProvider`\->`UnixCopyFile.Transfer`\->`UnixCopyFile.c`

// FileSystemProvider.java private static List<FileSystemProvider> loadInstalledProviders() { //加载所有已经安装的文件系统服务的提供者 List<FileSystemProvider> list = new ArrayList<FileSystemProvider>(); ServiceLoader<FileSystemProvider> sl = ServiceLoader .load(FileSystemProvider.class, ClassLoader.getSystemClassLoader()); //xxx }

17、平台特有的文件系统服务提供者: FileSystemProvider  
![系统相关的文件系统提供者][5e0bf3130dffa8e56f398f0856eb76f7.png]

18、copy(InputStream, OutputStream)源码分析

> 1.  直接进行`inoputstream和outputstream`的read和write操作，本质和一般IO操作是一样的。
> 2.  也就是用户态的读写

private static long copy(InputStream source, OutputStream sink) { long nread = 0L; byte[] buf = new byte[BUFFER_SIZE]; int n; while ((n = source.read(buf)) > 0) { sink.write(buf, 0, n); nread += n; } return nread; }

19、copy(InputStream, Path, CopyOption…)源码分析

> 本质调用的copy(InputStream, OutputStream)方法

public static long copy(InputStream in, Path target, CopyOption... options)
    {
        // xx省略代码xx
        Objects.requireNonNull(in);
        OutputStream ostream;
    
        // 1、通过target的Path获取到OutputStream
        ostream = newOutputStream(target, StandardOpenOption.CREATE_NEW,
                                              StandardOpenOption.WRITE);
    
        // 2、然后还是直接调用copy(InputStream, OutpuStream)的方法进行数据拷贝。
        try (OutputStream out = ostream) {
            return copy(in, out);
        }
    }

20、copy(Path, OutputStream)源码分析

> 本质调用的copy(InputStream, OutputStream)方法

public static long copy(Path source, OutputStream out) throws IOException {
        //1、输出流不为Null
        Objects.requireNonNull(out);
        //2、本质调用的copy(InputStream, OutputStream)方法
        try (InputStream in = newInputStream(source)) {
            return copy(in, out);
        }
    }

21、JDK10中Files.copy()实现的轻微改变:InputStream.transferTo

> 1.  copy(Path, Path, CopyOption…)内部机制没有变化
> 2.  剩余copy()方法，将输入流、输出流的读写封装到了方法中：`InputStream.transferTo()`，也就是处于用户态的读写

public long transferTo(OutputStream out) throws IOException { Objects.requireNonNull(out, "out"); long transferred = 0; byte[] buffer = new byte[DEFAULT_BUFFER_SIZE]; int read; //IO读写操作 while ((read = this.read(buffer, 0, DEFAULT_BUFFER_SIZE)) >= 0) { out.write(buffer, 0, read); transferred += read; } return transferred; }

### 拷贝性能 ###

22、如何提升类似拷贝等IO操作的性能？

> 1.  合理使用缓存等机制，合理减少IO次数
> 2.  使用transferTo等机制，减少上下文切换和额外的IO操作
> 3.  减少不必要的转换过程, 如：  
>     1. 编解码  
>     1. 对象序列化和反序列化  
>     1. 操作文本文件或者网络通信，如果不是要使用文本信息，可以直接传输二进制信息。而不是传输字符串。

## 知识扩展 ##

1、NIO 提供的高性能数据操作方式是基于什么原理，如何使用？

2、从开发者的角度来看，NIO 自身实现存在哪些问题？有什么改进的想法吗？

> 1.  NIO的多路复用存在系能瓶颈

3、开启一个线程需要多少内存消耗？(32位和64位)

## 问题汇总 ##

## 参考资料 ##

1.  [极客时间-Java提供了哪些IO方式？ NIO如何实现多路复用？][-Java_IO_ NIO]
2.  [极客时间-Java有几种文件拷贝方式？哪一种最高效？][-Java]
3.  [Java NIO 英文博客详解][Java NIO]
4.  [【Java.NIO】Selector，及SelectionKey][Java.NIO_Selector_SelectionKey]
5.  [图解ByteBuffer][ByteBuffer]
6.  [Java NIO Files 操作文件][Java NIO Files]
7.  [Java NIO系列教程（十 五）Java NIO Path][Java NIO_ _Java NIO Path]
8.  [MappedByteBuffer以及ByteBufer的底层原理][MappedByteBuffer_ByteBufer]
9.  [NIO文件锁实现进程独占][NIO]

[https_blog.csdn.net_feather_wch_article_details_82665902]: https://blog.csdn.net/feather_wch/article/details/82665902
[IO _ NIO]: /images/20220513/a8ea0d99bb584a8b9a95ec1b2658367d.png
[Java_IO]: /images/20220513/41042c3bb0104e17ad1ec2aaa7220c37.png
[Buffer]: /images/20220513/b98a904d650f4ebe8b52bc5397186b80.png
[da7e1ecfd3c3ee0263b8892342dbc629.png]: /images/20220513/3c3403cc6b664b6f8476a2c14ff6843d.png
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[-Java_IO_ NIO]: https://time.geekbang.org/column/article/8369
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[Java NIO]: http://tutorials.jenkov.com/java-nio/nio-vs-io.html
[Java.NIO_Selector_SelectionKey]: https://blog.csdn.net/robinjwong/article/details/41792623
[ByteBuffer]: https://my.oschina.net/flashsword/blog/159613
[Java NIO Files]: http://blog.sina.com.cn/s/blog_9f8ffdaf0102wpeo.html
[Java NIO_ _Java NIO Path]: http://ifeve.com/java-nio-path-2/
[MappedByteBuffer_ByteBufer]: http://www.cnblogs.com/xubenben/p/4424398.html
[NIO]: https://blog.csdn.net/u010666119/article/details/53455734