《JAVA NIO》第一章 简介

1.2 CPU已不再是束缚

相反，是JVM 自身在I/O 方面效率欠佳。操作系统与Java 基于流的I/O模型有些不匹配。

操作系统要移动的是大块数据（缓冲区），这往往是在硬件直接存储器存取（DMA）的协助下完成的。而JVM 的I/O 类喜欢操作小块数据——单个字节、几行文本。

结果，操作系统送来整缓冲区的数据，java.io 的流数据类再花大量时间把它们拆成小块，往往拷贝一个小块就要往返于几层对象。操作系统喜欢整卡车地运来数据，java.io 类则喜欢一铲子一铲子地加工数据。有了NIO，就可以轻松地把一卡车数据备份到您能直接使用的地方（ByteBuffer 对象）。

1.4.1缓冲区操作

调用read的过程：

进程使用read( )系统调用，要求其缓冲区被填满。

内核随即向磁盘控制硬件发出命令，要求其从磁盘读取数据。

磁盘控制器把数据直接写入内核内存缓冲区，这一步通过DMA 完成，无需主CPU 协助。

一旦磁盘控制器把缓冲区装满，内核即把数据从内核空间的临时缓冲区拷贝到进程执行read( )调用时指定的缓冲区。

用户空间是非特权区域：

比如，在该区域执行的代码就不能直接访问硬件设备。内核空间是操作系统所在区域。内核代码有特别的权力：它能与设备控制器通讯，控制着用户区域进程的运行状态，等等。最重要的是，所有I/O 都直接（如这里所述）或间接（见1.4.2 小节）通过内核空

间。

为什么不让IO设备直接把数据copy到用户空间：

1、硬件通常不能直接访问用户空间（硬件设备通常不能直接使用虚拟内存地址）

2、像磁盘这样基于块存储的硬件设备操作的是固定大小的数据块，而用户进程请求的可能是任意大小的或非对齐的数据块。在数据往来于用户空间与存储设备的过程中，内核负责数据的分解、再组合工作，因此充当着中间人的角色。

内核缓冲：

内核试图对数据进行高速缓存或预读取，因此进程所需数据可能已经在内核空间里了。如果是这样，该数据只需简单地拷贝出来即可。如果数据不在内核空间，则进程被挂起，内核着手把数据读进内存。

1.4.2虚拟内存

优点：

1. 一个以上的虚拟地址可指向同一个物理内存地址。
2. 虚拟内存空间可大于实际可用的硬件内存。

内存空间多重映射：

把内核空间地址与用户空间的虚拟地址映射到同一个物理地址，这样，DMA 硬件（只能访问物理内存地址）就可以填充对内核与用户空间进程同时可见的缓冲区。

这样就省去了内核与用户空间的往来拷贝，但前