IO模型
| 类型 | 解释 |
|---|---|
| 阻塞IO | 返回数据就绪状态后，用户线程才能做其他动作 |
| 非阻塞IO | 用户线程不断询问数据是否就绪 |
| 多路复用IO | 即NIO(NewIO) 有一个线程不断去轮询多个 socket 的状态，只有当 socket 真正有读写事件时，才真正调用实际的 IO 读写操作，这个操作在内核中，比用户线程效率高 缺点：一旦事件响应体很大，那么就会导致后续的事件迟迟得不到处理，并且会影响新的事件轮询。 |
| 信号驱动IO | 当用户线程发起一个 IO 请求操作，会给对应的 socket 注册一个信号函数，然后用户线程会继续执行，当内核数据就绪时会发送一个信号给用户线程，用户线程接收到之后，在信号函数中调用 IO 读写操作来进行实际的 IO 请求操作 |
| 异步IO | 最理想的IO模型 1.用户线程发起read操作，内核立即返回响应。 2.内核接收到请求后，准备数据->copy至用户线程->给用户线程发信号 比较： 信号驱动IO是需要client端调用函数操作IO，异步IO是内核异步处理，client端无需处理 |
- 多路复用IO
IO多路复用模型的IO涉及两种系统调用，一种是IO操作的系
统调用，另一种是select/epoll就绪查询系统调用。IO多路复用模型建立在操作系统的基础 设施之上，即操作系统的内核必须能够提供多路分离的系统调用select/epoll。
优点:一个选择器查询线程，可以同时处理成千上万的网络连接， 所以，用户程序不必创建大量的线程，也不必维护这些线程，从而大大减小了系统的开 销。这是一个线程维护一个连接的阻塞IO模式相比，使用多路IO复用模型的最大优势。
缺点:本质上，select/epoll系统调用是阻塞式的，属于同步IO。需要在读写事件就绪后，由系统调用本身负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞 的
IO包
| 包名 | 类型/包 | 类名 |
|---|---|---|
| java.io | 字节流 | InputStream |
| OutputStream | ||
| 字符流 | Reader | |
| Writer | ||
| java.nio | channels包 | |
| java.nio | charset包 | |
| java.nio | Buffer包 | |
| java.nio | ByteOrder | |
| java.nio | MappedByteBuffer |
文件句柄(文件描述符)
解释
文件句柄，也叫文件描述符。在Linux系统中，文件可分为:普通文件、目录文件、链 接文件和设备文件。 文件描述符(File Descriptor)是内核为了高效管理已被打开的文件所 创建的索引，它是一个非负整数(通常是小整数)，用于指代被打开的文件。 所有的IO系 统调用，包括socket的读写调用，都是通过文件描述符完成的。Linux的系统默认值为1024，需要解除文件句柄数的限制
调整步骤
1.查看一个进程最大文件句柄数量
ulimit -n
2.调整最大句柄数(当期会话有效)
ulimit -n 1000000
3.永久调整最大句柄数(root权限)
vim /etc/rc.local
添加 ulimit -SHn 1000000
解释: 选项-S表示软性极限值，-H表示硬性极限值。硬 性极限是实际的限制，就是最大可以是100万，不能再多了。软性极限值则是系统发出警告 (Warning)的极限值，超过这个极限值，内核会发出警告。
4.终极解除Linux系统的最大文件打开数量的限制
vim /etc/security/limits.conf
添加
soft nofile 1000000
hard nofile 1000000
解释: soft nofile表示软性极限，hard nofile表示硬性极限。
NIO
Java NIO类库包含以下三个核心组件
- Channel(通道)
- Buffer(缓冲区)
- Selector(选择器)
NIO与OIO(Old IO)对比
1)OIO是面向流(Stream Oriented)的，NIO是面向缓冲区(Buffer Oriented)的。
面向流:
在一般的OIO操作中，面向字节流或字符流的IO操作，总是以流式的方式顺序地从一个流(Stream)中读取一个或多个字节，因此，我们不能随意地改变读取指针的位置。
面向缓冲区:
在NIO操作中则不同，NIO中引入了Channel(通道)和Buffer(缓冲区)的概念。面向缓冲 区的读取和写入，只需要从通道中读取数据到缓冲区中，或将数据从缓冲区中写入到通道 中。
NIO不像OIO那样是顺序操作，可以随意地读取Buffer中任意位置的数据。
(2)OIO的操作是阻塞的，而NIO的操作是非阻塞的。
OIO操作都是阻塞的，例如，我们调用一个 read方法读取一个文件的内容，那么调用read的线程会被阻塞住，直到read操作完成。
而在NIO的非阻塞模式中，当我们调用read方法时，如果此时有数据，则read读取数据并返回;如果此时没有数据，则read也会直接返回，而不会阻塞当前线程。
NIO的非阻塞: NIO使用了通道和 通道的多路复用技术。
(3)OIO没有选择器(Selector)概念，而NIO有选择器的概念。
NIO的实现是基于底层的选择器的系统调用，所以NIO的需要底层操作系统提供支持。
通道(Channel)
OIO: InputStream、OutputStream
NIO: 向通道中写入数据，也可以从通道中读取数据
缓冲区(Buffer)
所谓通道的读取，就是将数据从通道读取到缓冲区中;所谓通道的写入，就是将 数据从缓冲区中写入到通道中。
选择器(Selector)
Selector 选择器可以理解为一个IO事件的监听与查询 器。通过选择器，一个线程可以查询多个通道的IO事件的就绪状态
Buffer类
| 属性 | 说明 |
|---|---|
| capacity | 容量，即可以容纳的最大数据量;在缓冲区创建时设置并且不能改变 |
| limit | 上限，缓冲区中当前的数据量 |
| position | 位置，缓冲区中下一个要被读或写的元素的索引 |
| mark | 调用 mark()方法来设置 mark=position，再调用 reset()可以让 position 恢复到 mark 标记的位置，即 position=mark |
