详述NIO相关组件_Channel、Buffer、Selctor

（一）Channel

channel（通道）是Java NIO相关组件之一。Channel表示IO源与目标打开的连接，我们既可以从通道中读取数据，又可以写数据到通道中。以下是常见的几个Channel

• FileChannel
  从文件中读写数据
• DataGramChannel
  通过UDP读写网络中的数据
• SocketChannel
  通过TCP读写网络中的数据
• ServerSocketChannel
  可以监听新进来的TCP链接，对每一个新进来的链接都会创建一个socketChannel

Channel的register方法有两个参数，第一个是selector，第二个是通过selector监听对什么感兴趣,参数值选择如下：

• Connect   某个channel成功链接到另一个服务器称为“链接就绪”。SelectorKey.OP_CONNECT
• Accept   一个ServerSocketChannel准备好接受新进入的链接称为“接受就绪”.SelectorKey.OP_ACCEP
• Read    一个有数据可读的channel称为“写就绪”.SelectorKey.OP_READ
• Write    等待写数据的Channel称为“写就绪”,SelectorKey.OP_WRITE

（二）Buffer

我们知道Channel本身不能直接访问数据，Channel只能与Buffer进行交互。而buffer本质上其实就是一个数组
以下是常见的几个Buffer和其之间的关系

Buffer有几个非常重要的变量，数据的读写都是通过这几个变量的改变来进行的

• capacity   buffer的最大容量
• position   当前读写的位置
• limit     缓冲区现存的元素技术
• mark    标记position的位置
  
  如上图所示，当buffer数组初始化的时候，position指向初始位置，limit与capacity都指向数组末尾。buffer有两种模式，一种为写模式，一种为读模式，默认情况下为写模式。
  当每写一个字节，position位置移动一格，直到channel唯恐，或者position=limit
  
  当我们需要读取数据的时候，需要将模式调整为读模式，可以调用buffer.flip()方法。这时limit被赋值为了position，而position则指向起始位置，每读取一个byte，position移动一个位置，直到postion=limit，如图所示
  
  当数据读取完毕后，需要再次切换到写模式时，有两种情况
• 之前的数据已经读取完毕，直接调用clean()方法，position置为0，capacity、limit重新指向最高位。
• 之前的数据还有剩余，调用compact方法，将会生成一个新的buffer将数据整理压缩。如图所示

我们再来说说mark，其实对于mark来说，其作用只是为了标记当前position的位置，主要是为了和reset()方法配合使用，让position重新回到mark标记的位置。

如图所示，我们当读取到b的时候，调用mark()方法标记当前position位置，然后继续往后面读取数据，当limit=postion的时候调用rest()方法，position位置将回到mark位置，可以重新继续读取。

(三)Selector

这个组件可以说是NIO中最核心的一个组件了，如果没有这个组件，仅采用channel配置buffer所产生的效果其实和NIO是差不多的。该组件用于检查一个或多个NIO Channel的状态是否处于可读，可写。可以实现单线程管理副哦哥channel，相比使用多线程，避免了上下文切换所带来的开销，三组件之间的配合关系如图所示：

使用selector的channel必须是非阻塞的，其实也就是需要继承selectableChannel抽象类，该类有一个configureBlocking()方法，用于使channel处于阻塞模式或非阻塞模式

关于select()方法
selector的select()方法用于选择已经就绪的channel
select()无参，阻塞直到至少有一个channel在你的注册事件上就绪了
select(long timeout)有参，和无参一样，但是最长阻塞时间为指定时间
selectNow: 非阻塞，只要有channel就绪就立即返回