day2 Java NIO

复习
1. BlockingQueue ：阻塞式队列，使用的时候需要指定容量，而且容量指定之后不可改变。
    1. ArrayBlockingQueue ：基于数组进行存储。
    2. LinkedBlockingQueue ：基于链表进行存储。在使用的时候可以指定容量也可以不指定。如果不指定，
        则默认按照 Integer 最大值来计算。
    3. PriorityBlockingQueue ：在使用的时候要求元素对应的类必须实现 Comparable 。在迭代的时候不保证
        元素的排序，只有在一个个的取得时候才能保证。
    4. SynchronousQueue ：同步队列。只能存储一个元素。
2. ConcurrentMap ：并发映射
    1. ConcurrentHashMap ：底层在存储数据的时候是依靠分段锁机制，在 JDK1.8 中，采取了 CAS 无锁算法来
        取代了分段锁。底层依然是依靠的数组来作为基本结构，但是从 JDK1.8 开始，不再采取数组 + 链表结构而
        是采取数组 + 红黑树机制。
        1. 红黑树本身是自平衡二叉查找树。
        2. 红黑树的特点
            1. 每一个节点非黑即红
            2. 根节点一定是黑色
            3. 红节点的子节点一定是黑色
            4. 最底层的叶子节点一定是黑色的 nil 节点
            5. 任意一条路径包含的黑节点的个数是一致的
            6. 插入的节点一定是红色
    3. 红黑树的平衡性修正
        1. 如果父节点以及叔父节点都是红色，则将父节点以及叔父节点涂黑，将祖父节点涂红
        2. 如果叔父节点是黑色，并且当前节点是右子叶，则以当前节点为基准进行左旋
        3. 如果叔父节点是黑色，并且当前节点是左子叶，则以父节点为基准进行右旋
    2. ConcurrentNavigableMap ：并发导航映射。实现类之一是采取的跳跃表机制。跳跃表的特点是以空间
        换时间。时间复杂度是 O(logn) 。
3. 线程池
    1. 减少线程的创建和销毁从而节省内存资源
    2. 线程池是由核心线程、工作队列、临时线程以及拒绝执行处理器组成
    3. Callable 和 Runnalbe 区别：返回值、异常、启动方式
4. Lock
    1. 比 synchronized 要更加的灵活和精细
    2. 默认是非公平策略，可以手动设置为公平
    3. CountDownLatch ：线程递减锁 / 闭锁。当所有的线程都执行到同一节点之后进行统一处理
    4 . CyclicBarrier ：栅栏。所有的线程到达同一节点之后再分别往下继续执行。
5. Exchanger ：交换机。用于交换两个线程的信息
6. Semaphore ：信号量。每一个线程取得一个信号，当信号被用完之后，其他线程只能被阻塞，只有当线
    程释放信号的时候，被阻塞的线程才能取得信号继续执行。
原子性操作
    在对象的底层进行加锁，保证对象在同一时刻只能被一个线程操作。
回顾：内存
java 将内存大致分为 5 块：栈内存、堆内存、方法区、本地方法栈、 PC 计数器（寄存器）。
栈内存：计算。所有的方法以及代码块的执行都是在栈内存中。每一个线程独享一个栈。
堆内存：存储对象。
方法区：存储类信息，常量（字面量、自定义常量）。
本地方法栈：计算。所有的本地方法（ native ）的执行都在本地方法栈。
PC 计数器：程序的计数和线程的调度。
NIO
BIO - Blocking IO - 同步式阻塞式 IO
BIO 的缺点
1. 如果有大量的请求访问服务器，那么就要产生大量的线程去应对这些请求，导致服务器资源过于紧张
2. 在完成一次任务的过程中需要创建大量的输入或者输出流
3. 数据通过流传输，无法实现定点操作
4. 阻塞模式
NIO - New IO - 同步式非阻塞式 IO ： Buffer ， Channel ， Selector --- Buffer 是容器，用于存储数据； Channel 用
于传输； Selector 进行过滤。
Buffer - 缓冲区
用于进行数据的存储，存储的时候都是用的数组。操作的都是基本类型。
数据在操作的时候是根据操作位 position 的位置决定。
限制位 limit 是决定操作位所能达到的最大值
标记位 mark 用于进行位置的标记，在出现错误的时候可以回到标记位进行重新操作，可以不用重复操作前边的数
据
容量位 capacity 用于固定容量
标记位 <= 操作位 <= 限制位 <= 容量位
翻转缓冲区：将限制位挪到操作位上，将操作位归零，清除标记位
重置缓冲区：将操作位挪到标记位
重绕缓冲区：将操作位归零，清除标记位
清空缓冲区：并不是将缓冲区真正清空，只是将操作位归零，将限制位挪到容量位，将标记位清除
Channel - 通道
传输数据，基于缓冲区进行传输。可以进行双向传输。
默认是阻塞的，可以设置为非阻塞。但是往往需要进行手动阻塞
TCP : SocketChannel , ServerSocketChannel
UDP : DatagramChannel
File : FileChannel
Selector - 多路复用通道选择器
可以选择出有用的事件或者是连接，进行事件的处理。
客户端的事件：可连接、可读、可写
服务器端的事件：可接受、可读、可写
tomcat5: 使用的是传统的 BIO
tomcat6: 使用 NIO
AIO - Asynchronous IO - 异步式非阻塞式 IO - JDK1.8 - 在 NIO 的基础上延伸出来的，所以称之为 NIO.2