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