day2 Java NIO

復習
1. BlockingQueue ：阻塞式隊列，使用的時候需要指定容量，而且容量指定之后不可改變。
    1. ArrayBlockingQueue ：基于數組進行存儲。
    2. LinkedBlockingQueue ：基于鏈表進行存儲。在使用的時候可以指定容量也可以不指定。如果不指定，
        則默認按照 Integer 最大值來計算。
    3. PriorityBlockingQueue ：在使用的時候要求元素對應的類必須實現 Comparable 。在迭代的時候不保證
        元素的排序，只有在一個個的取得時候才能保證。
    4. SynchronousQueue ：同步隊列。只能存儲一個元素。
2. ConcurrentMap ：并發映射
    1. ConcurrentHashMap ：底層在存儲數據的時候是依靠分段鎖機制，在 JDK1.8 中，采取了 CAS 無鎖算法來
        取代了分段鎖。底層依然是依靠的數組來作為基本結構，但是從 JDK1.8 開始，不再采取數組 + 鏈表結構而
        是采取數組 + 紅黑樹機制。
        1. 紅黑樹本身是自平衡二叉查找樹。
        2. 紅黑樹的特點
            1. 每一個節點非黑即紅
            2. 根節點一定是黑色
            3. 紅節點的子節點一定是黑色
            4. 最底層的葉子節點一定是黑色的 nil 節點
            5. 任意一條路徑包含的黑節點的個數是一致的
            6. 插入的節點一定是紅色
    3. 紅黑樹的平衡性修正
        1. 如果父節點以及叔父節點都是紅色，則將父節點以及叔父節點涂黑，將祖父節點涂紅
        2. 如果叔父節點是黑色，并且當前節點是右子葉，則以當前節點為基準進行左旋
        3. 如果叔父節點是黑色，并且當前節點是左子葉，則以父節點為基準進行右旋
    2. ConcurrentNavigableMap ：并發導航映射。實現類之一是采取的跳躍表機制。跳躍表的特點是以空間
        換時間。時間復雜度是 O(logn) 。
3. 線程池
    1. 減少線程的創建和銷毀從而節省內存資源
    2. 線程池是由核心線程、工作隊列、臨時線程以及拒絕執行處理器組成
    3. Callable 和 Runnalbe 區別：返回值、異常、啟動方式
4. Lock
    1. 比 synchronized 要更加的靈活和精細
    2. 默認是非公平策略，可以手動設置為公平
    3. CountDownLatch ：線程遞減鎖 / 閉鎖。當所有的線程都執行到同一節點之后進行統一處理
    4 . CyclicBarrier ：柵欄。所有的線程到達同一節點之后再分別往下繼續執行。
5. Exchanger ：交換機。用于交換兩個線程的信息
6. Semaphore ：信號量。每一個線程取得一個信號，當信號被用完之后，其他線程只能被阻塞，只有當線
    程釋放信號的時候，被阻塞的線程才能取得信號繼續執行。
原子性操作
    在對象的底層進行加鎖，保證對象在同一時刻只能被一個線程操作。
回顧：內存
java 將內存大致分為 5 塊：棧內存、堆內存、方法區、本地方法棧、 PC 計數器（寄存器）。
棧內存：計算。所有的方法以及代碼塊的執行都是在棧內存中。每一個線程獨享一個棧。
堆內存：存儲對象。
方法區：存儲類信息，常量（字面量、自定義常量）。
本地方法棧：計算。所有的本地方法（ native ）的執行都在本地方法棧。
PC 計數器：程序的計數和線程的調度。
NIO
BIO - Blocking IO - 同步式阻塞式 IO
BIO 的缺點
1. 如果有大量的請求訪問服務器，那么就要產生大量的線程去應對這些請求，導致服務器資源過于緊張
2. 在完成一次任務的過程中需要創建大量的輸入或者輸出流
3. 數據通過流傳輸，無法實現定點操作
4. 阻塞模式
NIO - New IO - 同步式非阻塞式 IO ： Buffer ， Channel ， Selector --- Buffer 是容器，用于存儲數據； Channel 用
于傳輸； Selector 進行過濾。
Buffer - 緩沖區
用于進行數據的存儲，存儲的時候都是用的數組。操作的都是基本類型。
數據在操作的時候是根據操作位 position 的位置決定。
限制位 limit 是決定操作位所能達到的最大值
標記位 mark 用于進行位置的標記，在出現錯誤的時候可以回到標記位進行重新操作，可以不用重復操作前邊的數
據
容量位 capacity 用于固定容量
標記位 <= 操作位 <= 限制位 <= 容量位
翻轉緩沖區：將限制位挪到操作位上，將操作位歸零，清除標記位
重置緩沖區：將操作位挪到標記位
重繞緩沖區：將操作位歸零，清除標記位
清空緩沖區：并不是將緩沖區真正清空，只是將操作位歸零，將限制位挪到容量位，將標記位清除
Channel - 通道
傳輸數據，基于緩沖區進行傳輸。可以進行雙向傳輸。
默認是阻塞的，可以設置為非阻塞。但是往往需要進行手動阻塞
TCP : SocketChannel , ServerSocketChannel
UDP : DatagramChannel
File : FileChannel
Selector - 多路復用通道選擇器
可以選擇出有用的事件或者是連接，進行事件的處理。
客戶端的事件：可連接、可讀、可寫
服務器端的事件：可接受、可讀、可寫
tomcat5: 使用的是傳統的 BIO
tomcat6: 使用 NIO
AIO - Asynchronous IO - 異步式非阻塞式 IO - JDK1.8 - 在 NIO 的基礎上延伸出來的，所以稱之為 NIO.2