Java IO在工作中其实不常用到，更别提NIO了。但NIO却是高效操作I/O流的必备技能，如顶级开源项目Kafka、Netty、RocketMQ等都采用了NIO技术，NIO也是大多数面试官必考的体系知识。虽然骨头有点难啃，但还是要慢慢消耗知识、学以致用哈~
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1. Java NIO
面试官：了解过
NIO吗？
了解的面试官。NIO的出现在于提高IO的速度，它相比传统的输入/输出流速度更快。
NIO通过管道Channel和缓冲器Buffer来处理数据，可以把管道当成一个矿藏，缓冲器就是矿藏里的卡车。
程序通过管道里的缓冲器进行数据交互，而不直接处理数据。程序要么从缓冲器获取数据，要么输入数据到缓冲器。
1.1 通道和缓冲器
面试官：那
NIO为什么速度快？
是这样的，NIO提供了通道和缓冲器这两个核心对象。
（1）管道Channel：
与传统的IO流只能只读或只写的单向流不同，NIO通道是双向的，也就是说读写操作可以同时进行，使得数据的处理效率也更高。
（2）缓冲器Buffer：
传统的输入/输出流一次只处理一个字节，而每一次字节读取都是一次系统调用，涉及到用户空间和内核空间之间的上下文切换，通常来说效率不高。
而NIO采用内存映射文件方式来处理输入/输出，Channel通过map()方法把一块数据映射到内存中。程序通过Buffer进行数据交互，减少了与原始数据源的直接访问。NIO面向块的处理方式使得效率更高。
1.2 非阻塞IO模型
面试官：还有吗？
有的。
传统的输入/输出流是同步阻塞IO模型，如果数据源没有数据了，此时程序将进行阻塞。
而NIO是I/O多路复用模型，线程可以询问通道有没可用的数据，而不需要在没有数据时阻塞掉线程。
1.3 字符流处理字符？
面试官：你刚刚说输入/输出流是处理字节？字符流不是处理字符吗？
不是的。所有数据包括文本数据最终都是以字节形式存储的，因为计算机底层只能理解二进制数据。
字符最终也是要转换成字节形式，之所以可以在文本文件看到字符，是因为系统将底层的二进制序列转换成了字符。
2. Channel和Buffer使用
2.1 Buffer
面试官：你具体介绍下Buffer？
好的，Buffer里有3个关键变量。
- capcity：表示缓冲器
Buffer的最大数据容量。 - position：用来指出下一个可以读出/写入
Buffer的索引位置，也就是记录指针的作用。 - limit：用来表示在
Buffer里第一个不能被读出/写入的索引位置。
另外Buffer还提供了get、put方法来供我们操作数据，而使用get/put后，position的指针位置也会随之移动。
public abstract byte get();
public abstract ByteBuffer put(byte b);
2.2 Channel
面试官：Channel呢？
Channel有常见的3个方法，map()、read()和write()。
// 将通道文件的区域直接映射到字节缓冲区中
public abstract MappedByteBuffer map(MapMode mode, long position, long size)
// 从此Channel通道读取字节序列到给定缓冲区dst
public abstract int read(ByteBuffer dst)
// 将给定缓冲区中src的字节序列写入此Channel通道
public abstract int write(ByteBuffer src)
以下是Channel的简单使用代码。
public class TestFileChannel {
public static void main(String[] args) {
File f = new File("D:\\JavaGetOffer\\TestFileChannel.java");
try {
FileChannel inChannel = new FileInputStream(f).getChannel();
FileChannel outChannel = new FileOutputStream("a.txt").getChannel();
MappedByteBuffer buffer = inChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, f.length());
outChannel.write(buffer);
buffer.clear();
CharBuffer charBuffer = StandardCharsets.UTF_8.newDecoder().decode(buffer);
System.out.println(charBuffer);
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
3. NIO零拷贝
面试官：知道
NIO零拷贝吗？
是这样的，在NIO零拷贝出现之前，一个I/O操作会将同一份数据进行多次拷贝。可以看下图，一次I/O操作对数据进行了四次复制，同时来伴随两次内核态和用户态的上下文切换，众所周知上下文切换是很耗费性能的操作。
而零拷贝技术改善了上述的问题。可以对比下图，零拷贝技术减少了对一份数据的拷贝次数，不再需要将数据在内核态和用户态之间进行拷贝，也意味不再进行上下文切换，让数据传输变得更加高效。
未完待续。。。
好了，今天的分享就先到这，我们下期《Java IO系列》继续。
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