1.Java中 IO和NIO的区别
Java.io是面向流的，一个输入流就只能输入、要想输出得另外创建输出流。并且在写入时必须要将输入写完才能进行后续操作，而NIO的读写通道是双向的。
NIO是同步非阻塞的，那么读写肯定需要一个预存储区域，可以延迟到一个操作来读取，java中的设计是通过缓冲区
Java NIO特点，面向缓冲区
1.Channel：数据传输通道，类似Steam，Steam是单向的，而Channel是双向的，可以读取Channel，也可以往Channel写入数据
2.Buffer：存储数据的容器，Java提供了ByteBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer、CharBuffer等用来存储不同类型的数据
3.Selector：单路复用监听器，jvm会单独创建一个线程来负责运行一个Selector实例，Selector可以监听多个通道，直到有数据发生。
一个请求就是一个Channel，一个Channel也有一个对应的Buffer，一个Selector可以创建多个Channel
2.NIO常用方法
Buffer：存储数据的容器，Java提供了ByteBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer、CharBuffer等用来存储不同类型的数据
每个不同类型的容器都继承了一个抽象父类Buffer，抽象父类Buffer对所有子类都规定了四个属性用于存储数据时所用
capacity：表示Buffer的总容量
position：表示当前读或写的可开始下标
limit：表示读或写时的最大长度，刚创建的Buffer，其limit=capacity
mark：用于拷贝操作时的记录指针，默认值为-1
所有容器Buffer都具备的方法
获取方法
public final int capacity()：获取当前容器数组的长度
public int position()：获取当前下标指针记录数
public int limit()：获取可读写的最大长度
public int remaining()：获取数组中剩余可写空位的个数，返回值=limit-position
public abstract Object array()：获取容器对应的底层数组
修改方法
public Buffer position(long newPosition) ：修改下标指针的位置，如果设置到文件结束符之后，再次读取时返回-1，如果设置到文件结束符之后，再次写入的话，容易造成文件空洞。
假设文件总大小20byte，将读取指针设置到25，当再次写入时就会从25的位置开始写入，20-25之间就为空，这就发生了文件空洞。
public Buffer limit(int newLimit)：修改最大读写长度，例如修改到5，则可以读取数组下标0到4的值
判断方法
public boolean hasRemaining()：如果当前buffer中数据已写满则返回false，否则返回true。此方法根源是通过position<limit来判断的
清空方法
public Buffer clear() ：清空buffer，position将被设为0，limit设置成capacity，此时是假清空，只是将记录指针重置了，并没有删除数组的数据，数据还在原来的位置，只不过当新数据写入buffer时，原有的数据会被覆盖
public Buffer flip()：反转此缓冲区，将limit设置为当前position的位置，然后将position设置为0 ，为了写入数据到buffer中后，方便再次从buffer中读取。
1.假设创建一个buffer大小为10，此时它的position为0，limit为buffer大小
2.Channel调用read写入了5个数据到buffer中，position从下标0移动到下标5的位置。
3.调用flip()后，position重置为0，limit变成5，此时读取buffer就可以读取0到4的数据，后面5到10的空数据就会被省略。
flip()的设计是方便读写，在下一次写数据之前我们再调用clear()方法，缓冲区的position又回到了初始位置。
public Buffer compact()：如果觉得buffer数组中已读过的数据没用了想删掉，剩下的想留着，可以使用这个方法，compact()方法将所有未读的数据拷贝到Buffer起始处。然后将position设到最后一个未读元素的后面。limit设置成capacity。现在Buffer准备好写数据了，但是不会覆盖未读的数据。
重读buffer相关方法
mark()：使mark=当前position
reset()：使position=mark，将当前position的记录改为上一次调用mark方法时mark的记录，如果mark<0会抛出异常
rewind()：将position设为0，mark设为-1，可以重读Buffer中的所有数据。limit保持不变
如果想重复读取一段数据，可以调用Buffer.mark()方法标记这个position起始位置，即使后续的读写buffer操作将position修改了，还可以通过reset()方法恢复到标记的position处
ByteBuffer常用方法
最常用的容器就是byte字节，ByteBuffer有两种容器，一种是堆内存容器（对应HeapByteBuffer），一种是物理内存（对应DirectByteBuffer）将容器直接创建在堆外，MappedBuffer将数据映射到计算机虚拟内存的一块区域中、在linux上是映射到交换空间，物理内存的数据不受回收器的影响，可以长久存在。
构造容器
public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity)：创建直接缓冲区，即在计算机物理内存中创建容器，此方法返回的 buffer在进行分配和取消分配所需成本会高于非直接缓冲区
public static ByteBuffer allocate(int capacity)：指定容量创建容器
public static ByteBuffer wrap(byte[] array)：将byte数组转换为容器
public static ByteBuffer wrap(byte[] array, int offset, int length)，将byte数组转换为容器，并限制读取长度，offset偏移量表示postition，length表示从这个偏移量下标开始的可读取长度
public abstract ByteBuffer put(byte b)：从当前位置写入一个数据，写入后会使position+1，如果put超限会抛出异常
public abstract ByteBuffer put(int index, byte b)：从指定位置写入一个数据，写入后会使position等于这个指定位置+1
public abstract byte get() ：从当前位置get一个数据，获取后会使position+1，如果get超限会抛出异常
public abstract byte get(int index)：从指定位置get一个数据，获取后会使position等于这个指定位置+1
putLong、putInt、putDouble：ByteBuffer可以存储8种基本类型的数据
getLong、getInt、getDouble：ByteBuffer可以取出8种基本类型的数据
DirectBuffer使用
//创建指定大小的直接内存
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1 * 1024 * 1024);
//创建FileChannel通道，赋予可读权限，并将文件映射到直接内存中
FileChannel fileChannel=FileChannel.open(Paths.get("C:\Users\test\Desktop\aaa.jpeg"), StandardOpenOption.READ);
MappedByteBuffer map = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, fileChannel.size());
DirectBuffer回收机制
手动回收：所有的直接内存buffer类，都实现了sun.nio.ch.DirectBuffer的cleaner方法，该方法会返回一个Cleaner对象，这个对象是创建直接内存buffer时就会初始化，Cleaner内部维护了一个线程，这个线程的run方法就是调用unsafe（jvm底层）回收这个buffer，只要调用Cleaner的clean方法就可以启动这个回收线程将直接内存回收。
自动回收：当直接内存buffer实例不再被任何对象持有引用时，回收这个堆内的buffer实例对象时，就会同时回收堆外的内存空间。
手动回收案例
import sun.nio.ch.DirectBuffer;
import java.io.IOException;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
public class DirectMemoryTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileChannel fileChannel=FileChannel.open(Paths.get("C:\Users\test\Desktop\aaa.jpeg"), StandardOpenOption.READ);
MappedByteBuffer map = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, fileChannel.size());
//如果buffer是直接内存，将其转换为接口对象实例，才能拥有cleaner方法
if(map.isDirect()){
DirectBuffer d=(DirectBuffer) map;
d.cleaner().clean();//启动buffer的回收线程，进行回收
}
fileChannel.close();
}
}
自动回收案例
-XX:MaxDirectMemorySize=40m 可以设置直接内存的最大值
设置vm参数，并打印GC回收信息：-XX:MaxDirectMemorySize=40m -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails
@Test
public void gcTest1() throws InterruptedException {
List<ByteBuffer> list=new ArrayList<>();
while (true){
Thread.sleep(200);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024 * 1024);
//list.add(buffer);
}
}
运行一段时间后，可以发现GC频繁的执行了
[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 11826K->1634K(76288K)] 11826K->1642K(251392K), 0.0014916 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 1634K->0K(76288K)] [ParOldGen: 8K->1425K(175104K)] 1642K->1425K(251392K), [Metaspace: 5106K->5106K(1056768K)], 0.0068044 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 1316K->192K(76288K)] 2741K->1625K(251392K), 0.0004733 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 192K->0K(76288K)] [ParOldGen: 1433K->1016K(175104K)] 1625K->1016K(251392K), [Metaspace: 5109K->5109K(1056768K)], 0.0101387 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 1316K->128K(76288K)] 2332K->1144K(251392K), 0.0004780 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 128K->0K(76288K)] [ParOldGen: 1016K->1016K(175104K)] 1144K->1016K(251392K), [Metaspace: 5109K->5109K(1056768K)], 0.0096193 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
但如果放开list.add(buffer) 这段代码，让buffer对象的引用被持有，GC就不会回收堆外的内存，重新运行大概运行了3秒抛出了异常：java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
