读书笔记-《Java NIO》 : 第一章 简介

最近准备花点时间将Java NIO梳理一下，在网上download了一本Java NIO。计划跟着书的目录，每天读一点，顺便也写写博文，坚持每天记一点。

今天我们来看看第一章讲的什么，充满期待哦^_^

I/O有点类似于下水道，没有它不行，和它打交道有很不爽，搞不好还把自己弄得臭烘烘的。随后的章节讲的不是疏通管道，而是如何让管道的流通更顺畅一些。

焦点1：我们应该花大把时间优化代码执行速度，还是应该更关注I/O?

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处理时间（ms）: 处理一个数据单元需要的时间

I/O 时间 （ms）: 对该数据单元进行数据读写（I/O）需要的时间

吞吐率（units/sec）: 每秒能处理多少数据单元    

增益（%）：改变处理时间或I/O时间，吞吐量提升的百分比

从图中可以看出（以第一行为基准）：

1）处理时间由5降到2.5，I/O时间不变，增益提高了2.44

2）处理时间不变，I/O由100降到50，增益就提高了90.91

结论： 优化I/O,提升的效果非常明显，明显好于优化处理时间的增益

焦点2：是操作系统I/O慢，还是 Java I/O慢？

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操作系统有自己的I/O模型，喜欢大块大块的操作数据；Java语言也有自己的I/O模型，不过Java是一小块一小块的操作数据。有个形象的比喻是操作系统是整卡车的运输数据，Java是一铲一铲的运输数据。怎么解决这个矛盾呢？放弃Java选择其他语言？不用，JDK 1.4及之后引入了NIO，也就是New I/O 新的I/O模型,大大滴提高了Java I/O的速度。

焦点3：先复习下系统层面的I/O

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先从基本的I/O操作流程说起：

上图是我们从磁盘进行读操作的一个流程。

1）用户空间的进程，执行读操作，要求从磁盘读取数据放入到自己的缓冲区中，读操作实际上就是调用内核的回调函数read()；    

2）内核向磁盘控制器，发出指令，要求从磁盘读取数据；

3）磁盘控制器通过DMA将磁盘数据直接写入内核空间的缓冲区；

4）内核空间的缓冲区填满后，内核就把缓冲区的内容拷贝到用户空间进程的缓冲区中。

Note:用户空间的进程不可以直接访问硬件，只有内核空间的进程才可以。

问题1： 将数据由磁盘放入内核缓冲区是不是有些多余，能不能去掉？

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答案是不能。原因有2：

1）用户空间的进程不能直接访问硬件；

2）磁盘存储的数据都是固定大小的数据块（512字节的扇区），用户请求的数据粒度是小于数据块粒度的，且请求的数据可以任意大小，需要内核分解和组装。

问题2： 有没有什么方法能让内核缓冲区和用户缓冲区共用？

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答案是可以，^_^，不过需要用到一种技术“虚拟内存”。

虚拟内存，顾名思义就是假的内存，用假的内存地址取代真实的硬件内存地址，好处有2.

1）一个以上的虚拟地址可以指向同一个物理内存地址

2）虚拟内存空间可以大于实际的物理内存空间（分页）

问题3：只有面向块的I/O（每次从磁盘读都要是512byte的整数倍）吗？

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答案是否定的，还有流I/O。

I/O字节流必须是顺序存取，流I/O没有这个限制。这里简单介绍一下 就绪性选择。进程可以查看流上是否有输入，我们可以把查看流是否就绪的任务交给操作系统，这样操作系统就可以查看一系列的流，并提醒进程哪些流已经就绪。再进一步，我们可以只起一个线程来监听操作系统返回的就绪信息，来操作多路流。

今天先到这儿，明天继续^_^

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