Java NIO基本概念

1. I/O就是把数据移入/出缓冲区，用户（JVM，针对操做系统来讲）进程执行IO操做的大约步骤以下：

   JVM进程向操做系统发出请求，让操做系统把缓冲区里的数据排干（写），或把数据填满缓冲区（读），进程使用这一机制处理全部数据进出操做。
   

2. 缓冲区操做图

   用户空间是常规进程所在区域，JVM就是常规进程，驻守于用户空间，用户空间是非特权区域，在用户空间执行的代码不能访问硬件设备；

   内核空间是操做系统所在区域，内核代码的特别的权力，能与设备控制器通信（DMA），控制着用户区域进程的运行状态，全部的IO都直接或间接经过内核空间。

   当进程请求IO的时候，它执行一个系统调用，将控制权移交给内核，C/C++调用的底层函数open(),read(),write(),close()就是创建或执行的系统调用，若是内核空间没有数据，则进程先挂起，内核要先把数据读进内存。

   磁盘基于块存储，Java I/O使用字符/字节流进行操做（切分块）。

3. 虚拟内存 

   全部现代操做系统都使用虚拟内存。虚拟内存意为使用虚假(或虚拟)地址取代物理(硬件RAM)内存地址。

4. 磁盘块大小512字节，操做系统把内存地址空间划分为页，即固定大小的字节数组，内存页的大小老是磁盘块大小化倍数，一般为2次幂，这样能够简化寻址操做，典型的内存页为1,02四、2,04八、4,096字节，虚拟和物理内存页的大小老是相同的。

5. 操做系统分页技术

   内存页的大小为磁盘块的整数倍，这样内核就可直接向磁盘控制器发布命令，把内存页写入磁盘扇区，在须要的时候再装入。同时也叫内存页面调度或交换。全部的IO都是经过页面调度完成的，磁盘扇区与内存页均可以经过数组来访问。

6. MMU内存管理单元

   CPU包含一个MMU，逻辑上位于CPU与物理内存之间，MMU负责映射虚拟内存与物理内存。

7. 操做系统也有个页的概念，大小与基本内存页一致，或是基倍数，典型的操做系统页从2,048至8,192不等，且始终是基本内存页大小的倍数。

   操做系统页(整数倍<=)

   虚拟内存页

   物理内存页(^2 <=)

   磁盘块（扇区）512Byte

8. 文件I/O属于文件系统范畴，文件系统是更高层次的抽象，其操做磁盘；咱们所写代码没法与磁盘打交道，全部都与文件系统交互。

9. 文件预读

   大多数操做系统假设进程会继续读取文件剩余部分，于是会预读额外的文件系统页，若是内存争用状况不严重，这些文件系统页可能在至关长的时间内继续有效。