1、IO和NIO

1.1、传统IO和NIO区别在哪?

  • Java NIO和IO之间最大的区别在 IO是面向流的,而NIO是面向缓存区buffer的
  • Java NIO是非阻塞式的,意味着使用一个线程向某通道发送一个请求读取数据,如果buffer中有可以使用的数据,那么就可以得到,如果目前没有可用的数据就没有收货;IO的各种流是阻塞式的读取或者写入,如果使用线程调用read()或者write()方法时,那么该线程就一直被阻塞,直到有数据读取或者写入
  • Java NIO的选择器selector是允许使用一个单独的线程监视多个输入通道的channel的

1.2、除了NIO还有哪些IO?

  • BIO:同步并阻塞。
    • 客户端有请求,那么服务器端就启动一个线程进行处理,也就是造成很多不必要的开销,使用线程池可以改善
    • 好处:如果是连接数比较小的架构,比较适合服务器资源要求较高
  • NIO:同步非阻塞
    • 客户端有请求时,一个请求就是一个线程,服务器端使用一个多路复用器注册接收各种请求,多路复用器使用轮询查询到IO请求,然后开启线程执行请求的内容
    • 好处:连接数目比较多,但是连接时间短的架构。如来聊天服务器
  • AIO:异步非阻塞
    • 服务器实现一个有效请求为一个线程,客户端的IO请求都是先试用IO的多路复用完成再通知服务器应该去启动线程进行处理
    • 好处:适用于连接数目较多,同时连接世界比较长的架构

1.3、IO总共分为5种模型

  • https://blog.csdn.net/yyf_it/article/details/52468799
  • 异步I/O(Posix.1的aio_系列函数)
  • 非阻塞IO
  • I/O复用(select和poll)
  • 信号驱动I/O(SIGIO)
  • 阻塞I/O:应用程序调用一个IO函数,导致应用程序阻塞,如果数据已经准备好,从内核拷贝到用户空间,否则一直等待下去

1.4、NIO关键内容

  • NIO内容核心的知识点是:buffer缓冲区、channel通道、选择器selector
  • buffer缓冲区:
    • 1、缓冲区buffer主要关注三个点:capacity容量、limit界限、position位置
    • 2、capacity代表是该buffer缓冲区所能缓存的内容大小,不能为负值,创建后不能改变
    • 3、limit界限代表着后后年的数据 不能被写,也不能被读
    • 4、position代表着下一个可以被读、或者可以被写的位置索引,起始位置为0
    • 5、向缓冲区buffer写入的方法是put();如果将缓冲区的数据写出,那么首先使用flip()方法为输出数据做准备,然后调用clear()就可以将缓冲区数据写出,并且position为0了,limit在capacity位置
  • channel通道
    • channel类似于IO传统中的流对象,但是与传统流IO对象之间是有区别的
    • 区别在两个方面:1)channel可以指定的将文件的部分或者全部的内容映射到buffer中;2)程序不能直接访问buffer中的数据,如果需要写入或者读取,那么就得使用从channel中获取到buffer或者向buffer向channel中写入数据
  • selector选择器
    • 使用单个线程处理多个channel通道

2、ThreadLocal类

  • ThreadLocal的全程为:Thread Local variable线程局部变量
  • ThreadLocal的功能:首先ThreadLocal类能够简化编程的并发访问,这个隔离多线程程序的竞争资源,解决多线程对于同一个变量的访问冲突
  • ThreadLocal类和普通同步机制的区别?
    • ThreadLocal类是采用对于程序竞争的资源进行复制多份处理,目的也就是减少多线程对于共享资源的竞争
    • 普通同步机制通常采用的方法是使用锁,通过锁的作用来分配线程对于共享资源的读写
  • ThreadLocal类的方法
    /**
     * Returns the value in the current thread's copy of this
     * thread-local variable.  If the variable has no value for the
     * current thread, it is first initialized to the value returned
     * by an invocation of the {@link #initialValue} method.
     *
     * @return the current thread's value of this thread-local
     */
    public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null)
                return (T)e.value;
        }
        return setInitialValue();
    }
    
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }
    
    private T setInitialValue() {
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
        return value;
    }
    
    protected T initialValue() {
        return null;
    }
    
    • set()方法
    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }
    
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }
    
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
    	```