剑指Offer(类库)——JavaIO机制
在这篇文章总结完之后，就会进入Spring面试题整理和计算机网络面试题整理了，不知不觉还是挺快的。
这篇文章将主要介绍BIO、NIO、AIO
Block-IO：基于字节流的InputStream和OutputStream，基于字符流的Reader和Writer，同时也包括Socket那些java.net包下的类等等。
BIO的属性是同步阻塞的，优点就是写起来简单，缺点就是效率太低了
NonBlock-IO：在java4中引入了nio，它是一种构建多路复用的，同步非阻塞的IO操作，它提供了Selector Channel Buffer等新的抽象，同时提供了更底层的数据操作方式。
下面就来介绍一个NIO的三大核心：Channels，Buffers，Selectors。
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NIO-Channel
Channel有点像流，一个的数据都是从Channel开始，然后读到Buffer中，再从Buffer写到Channel中。
NIO的Channels有以下几种类型，从方法名可以看出，有udp的Channel，有文件Channel，有tcp的Channel：
- FileChannel
- DatagramChannel
- SocketChannel
- ServerSocketChannel
其中，FileChannel中有两个有意思的方法：
transferTo：把FileChannel中的数据拷贝到另外一个ChanneltransferFrom：把另外一个Channel中的数据拷贝到FileChannel
该Channel避免了两次用户态和内核态之间的上下文切换，即“零拷贝”，效率较高。
- NIO-Buffer
有以下几种类型，进行缓冲流的数据属性修饰：
- NIO-Selector
如果连接打开了多个通道，但是每个通道的流量都很低，就可以使用Selector了。
另外NIO的底层也采用了IO的多路复用：调用系统级别的select/poll/epoll，意思也就是说，可以单线程处理多路IO。
然后简单介绍一下三者，以及三者的区别
select：单个进程能打开的最大连接数由FD_SETSIZE宏定义，其大小是32个整数的大小，我们可以对其进行修改，然后重新编译内核，但是性能无法保证，需要进一步测试
poll：本质上和select没有区别，但是没有最大连接数的限制，原因是因为他是基于链表去存储的
epoll：虽然连接数由上线，但是很大，1G内存的机器可以打开10万左右的连接
而面对文件句柄DF剧增之后也会带来IO效率问题
select：因为每次调用的时候都会对连接进行线性遍历，所以随着FD的增加会造成遍历速度的线性下降的性能问题
poll：同上
epoll：由于epoll是根据每个fd上的callback函数来实现的，只有活跃的socket才会主动调用callback，所以在活跃socket较少的情况下，使用epoll不会有线性下降的性能问题，但是所有socket都很活跃的情况下，可能会有性能上的问题
在消息的传递方式上
select：内核需要将消息传递到用户空间，需要内核的拷贝工作
poll：同上
通过内核和用户空间共享一块内存来实现吗，性能很高
接着，jdk7又引入了AIO：基于事件和回调机制
AIO属于异步模型，也就是说，处理IO的时候可以同时处理别的事情，那我们应该如何进一步加工处理结果呢？
- 基于回调：实现CompletionHandler接口，调用的时候触发回调函数。
- 返回future：通过isDone()查看是否准备好，通过get()等待返回数据
对于以上三者：