面经·Java·(B)IO/NIO/AIO

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• 什么是IO、NIO、AIO？
• 讲一讲Channel 和 Buffer
• 讲一讲selector
• directBuffer和buffer的区别

• 什么是IO、NIO、AIO？

  • NIO 指新IO，核心是非阻塞，解决传统IO的阻塞问题。操作对象是Buffer

    • 其实NIO的核心是IO线程池，一定要记住这个关键点。

    • NIO中的IO多路复用调用系统级别的select和poll模型，由系统进行监控IO状态，避免用户线程通过反复尝试的方式查询状态

  • AIO即Asynchronous I/O(异步非阻塞 I/O)，这是Java 1.7引入的NIO 2.0中用到的。

• 讲一讲Channel 

  • 一个Channel（通道）代表和某一实体的连接，这个实体可以是文件、网络套接字等。既可以读又可以写。而流是单向的。

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• 讲一讲selector

  • Selector 为Channel服务，Channel为要访问的数据服务。

  • selector采集各个channel的状态（或者说监听事件：

    • Accept：有可以接受的连接
    • Connect：连接成功
    • Read：有数据可读
    • Write：可以写入数据了

    • 程序员通过将通道注册到选择器，并设置好关心的事件，然后就可以通过调用select()方法，静静地等待事件发生。 避免了反复主动尝试Read（）、write()、accept（）、connnect()操作。

      作用举例：避免因为没有数据到达而反复尝试read().(耗费CPU)。

  • 为什么要用selector，类似于为什么要select的问题

    • 前文说了，如果用阻塞I/O，需要多线程（浪费内存），如果用非阻塞I/O，需要不断重试（耗费CPU）。Selector的出现解决了这尴尬的问题，非阻塞模式下，通过Selector，我们的线程只为已就绪的通道工作（约等于已准备好的数据），不用盲目的重试了。比如，当所有通道都没有数据到达时，也就没有Read事件发生，我们的线程会在select()方法处被挂起，从而让出了CPU资源。

• Buffer

  • Buffer是缓冲区，不像传统IO中那样直接使用byte数组，它是封装过的。

  • （注意：将Buffer数据 写入 通道是通道 读取 操作，从通道 读取 数据到Buffer是Buffer 写入 操作）

  • 与Java基本类型相对应，NIO提供了多种 Buffer 类型，如ByteBuffer、CharBuffer、IntBuffer等，区别就是读写缓冲区时的单位长度不一样（以对应类型的变量为单位进行读写）。

    Buffer中有3个很重要的变量，它们是理解Buffer工作机制的关键，分别是

    • capacity （总容量）
    • position （指针当前位置）
    • limit （读/写边界位置）

• directBuffer和buffer的区别