《深入分析JavaWeb技术内幕》读书笔记（二）深入分析Java I/O 工作机制

核心问题：1.数据格式影响I/O操作

2.传输方式影响I/O操作

磁盘I/O工作机制

一、访问文件的几种方式

1.标准访问文件



2.直接I/O

直接访问磁盘数据，不经过操作系统内核缓冲区（减少一次从内核缓冲去到用户程序缓冲的数据复制），常与异步I/O结合使用。



3.同步访问文件

数据的读取和写入都是同步操作。只有当数据成功写到磁盘才返回成功标志给应用程序。

性能较差，应用于数据安全性要求较高的场景.

4.异步访问文件

5.内存映射

将操作系统内存的某一区域与磁盘文件关联



Java读取文件流程



Java序列化技术

Java序列化实现serializable接口。与cloneable接口的区别是浅拷贝和深拷贝的区别。

总结：

1.当父类继承Serializable接口，子类可被序列化。

2.子类实现Serializable接口，弗雷没有，父类属性不能序列化。

3.序列化的属性为对象，该对象也须实现Serializable接口

4.反序列化时，如对象属性有修改/删减，修改部分将丢失，但不报错

5.反序列化时，如serialVerisonUID被修改，反序列化将失败。

6.transient关键字指定某属性不被序列化。

什么是深拷贝和浅拷贝？（引用：http://www.cnblogs.com/shuaiwhu/archive/2010/12/14/2065088.html）

网络I/O工作机制（基于socket）

1.如何建立和关闭一个TCP连接



2.影响网络传输的因素

2.1.网络带宽（1s一条物理链路最大传输比特数[/b]）

2.2传输距离

2.3TCP拥塞控制

JavaSocket工作机制

建立通信链路（TCP协议）+数据传输

socket包含本地地址，远程地址，端口号。

socket创建时，操作系统为其分配两个缓冲区，用于数据读取与写入。

SendQ队列用于写入数据到outputstream，RecvQ队列用于读取数据到inputstream。

队列满时会阻塞，队列空时会等待，即生产消费者的阻塞队列模式。

NIO工作方式

解决BIO（阻塞I/O）的困境，采用非阻塞I/O，关键类：Channel和Selector

Channel：交通工具 Selector：车站 Buffer：座位

1使用selector静态工厂创建一个选择器。

2创建一个服务端的channel绑定到一个socket对象，把他注册到选择器上，selector可以监听channel中所有通信信道的事件。

3将通信信道设为非阻塞，使线程可以在信道之间切换。

4通过selectedkey来检查已注册选择器上的信道是否有事件发生，如果有事件发生，返回所有selectedkey，通过channel方法得到通信信道对象，通过buffer进行数据读取。

5、tomcat和jetty使用一个线程监听客户端请求，是阻塞的，另一个线程负责处理请求，是非阻塞的。

6、线程在得知事件发生后，找到对应的buffer进行数据交互，并且可以与多个buffer交互，是非阻塞的。

7、buffer的数据访问方式：经过socket缓冲再复制到buffer，或者直接操作系统缓冲区（通过directbuffer操作非jvm堆内存）每次创建或释放需要调用一次system.gc。可能引起内存泄漏。



I/O调优

1.磁盘优化

1.1性能检测（压力测试应用程序/iostat（Linux系统） 关键参数：wait、IOPS）

1.2.提升I/O性能

增加缓存

优化磁盘管理系统

设计合理磁盘存储数据块，及访问策略（例：异步加非阻塞）

RAID

2.TCP参数优化

3.网络I/O优化：减少网络交互次数（合并访问请求）、减少网络传输数据量大小（数据压缩）、减少编码（尽量以字节形式发送）。

交互方式比较