java特种兵读书笔记（4-2）——java通信之IO与内存

常规IO操作过程

java程序普通的IO过程，都会经历从Kernel到JVM的内存拷贝。

例如做一次文件拷贝，一般会开启一个输入流，将文件读取到JVM内存中，然后开启一个输出流，将内存中数据输出到另一个文件中（一个文件->kernel->JVM内存->另一个文件）。

不是磁盘->磁盘，不是磁盘->内存，而是会经历一个内核区。

拷贝内存速度很快，但是反复大量拷贝也有很大开销。可以跳过JVM拷进拷出。

高层次抽象与低层次抽象的效率问题

低层次抽象的拷贝未必就比高层次抽象的拷贝快多少，因为在IO直接交互的位置产生瓶颈（最终磁盘到OS的页面交换速度本身的瓶颈，所以有可能数据堵在kernel，而没有写入到终端）。

内存映射

这块区域直接映射到磁盘上，用FileChannel.map()在磁盘对应位置直接分配一块空间，类似虚拟内存，负责返回一个MappedByteBuffer类型的对象（本质也是DirectByteBuffer，只是它直接映射到磁盘上），这并不代表它没有缓冲区，只是通过OS来控制。此时对该ByteBuffer直接写入数据，就直接写入磁盘了，省去了拷贝的过程。

JDK1.7之后，使用Files.copy()方法简单很多。

Buffer

Cache是将数据就近存储，存取方便。

Buffer通常与IO相关，是IO交互过程的一个缓冲区，达到一次交互一批信息而不是一个字节信息的目的。

BufferXXXStream和BufferReader/Writer就是Buffer使用代表，使用java的一个数组来完成，将对应的流修饰后，使得输入输出过程自动产生Buffer功能。

HeapByteBuffer在java heap中分配空间，DirectByteBuffer在C heap中分配空间。

flip()方法将limit设置为当前position位置，将position设置为0，将mark设置为-1。该动作为了获取Buffer中[0,position]当中的所有数据（即Buffer中现有的所有数据）。flip将limit放在数据有效位置的末尾，以便于读取所有有效数据。

clear()将limit放在总容量最后的位置，以便于重新写入数据。但是此时数据还在，可以从这里面读取数据。

remaining()是limit-position的值，即剩余空间。

FileChannel加锁

FileChannel可以通过FileXXXStream，RandomAccessFile的getChannel()方法来获得。

它有加锁功能，lock()方法如果拿不到锁会阻塞，tryLock()方法拿不到锁会返回null，拿到了会返回FileLock对象。

需要关闭锁的时候，使用release()即可。