Channel
Channel是什麼
Channel一般翻譯爲通道。Java NIO的通道類似流，但又有些不同：
既可以從通道中讀取數據，又可以寫數據到通道。但流的讀寫通常是單向的。
通道可以異步地讀寫。
通道中的數據總是要先讀到一個Buffer，或者總是要從一個Buffer中寫入。
Channel的實現
FileChannel， 從文件中讀寫數據。
DatagramChannel，通過UDP讀寫網絡中的數據。
SocketChannel，通過TCP讀寫網絡中的數據。
ServerSocketChannel，可以監聽新進來的TCP連接，對每一個新進來的連接都會創建一個SocketChannel。
Buffer
Buffer是什麼
Java NIO中的Buffer用於和NIO通道進行交互。數據從通道讀入到緩衝區，從緩衝區寫入到通道中。
緩衝區本質上是一塊可以寫入數據，然後可以從中讀取數據的內存。這塊內存被包裝成NIO Buffer對象，並提供了一組方法，用來方便的訪問該塊內存。
Buffer的基本用法
使用Buffer讀寫數據一般遵循以下四個步驟：
1. 寫入數據到Buffer。當向buffer寫入數據時，buffer會記錄下寫了多少數據。
2. 調用flip()方法。一旦要讀取數據，需要通過flip()方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。
3. 從Buffer中讀取數據。在讀模式下，可以讀取之前寫入到buffer的所有數據。
4. 調用clear()方法或者compact()方法。一旦讀完了所有的數據，就需要清空緩衝區，讓它可以再次被寫入。有兩種方式能清空緩衝區：調用clear()或compact()方法。clear()方法會清空整個緩衝區。compact()方法只會清除已經讀過的數據。任何未讀的數據都被移到緩衝區的起始處，新寫入的數據將放到緩衝區未讀數據的後面。
Buffer的三個重要屬性
capacity
作爲一個內存塊，Buffer有一個固定的大小值，即capacity。你只能往裏寫capacity個byte、char等類型。一旦Buffer滿了，需要將其清空才能繼續往裏寫數據。
position
position表示當前的位置。
當Buffer處於寫模式時，初始的position值爲0。當一個byte、char等數據寫到Buffer後，position會向前移動到下一個可插入數據的Buffer單元。position最大可爲capacity – 1。
當Buffer從寫模式切換到讀模式時，position會被重置爲0。當從Buffer的position處讀取數據時，position向前移動到下一個可讀的位置。
limit
在寫模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer裏寫多少數據。此時，limit等於Buffer的capacity。
當Buffer從寫模式切換到讀模式時， limit表示你最多能讀到多少數據。此時，limit會被設置成寫模式下的position值。換句話說，你能讀到之前寫入的所有數據（limit被設置成已寫數據的數量，這個值在寫模式下就是position）。
Buffer的類型
Java NIO 有以下Buffer的實現：
ByteBuffer
MappedByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer
FloatBuffer
IntBuffer
LongBuffer
ShortBuffer
這些Buffer類型對應了不同的基本數據類型。
Buffer的分配
要想獲得一個Buffer對象首先要進行分配。 每一個Buffer類都有一個allocate方法。例如：
ByteBuffer byteBuf = ByteBuffer.allocate(48);
CharBuffer charBuf = CharBuffer.allocate(1024);
寫Buffer
方法一，從Channel寫到Buffer，例如：
int bytesRead = inChannel.read(buf);
方法二，通過put方法寫Buffer，例如：
buf.put(100);
寫模式切換到讀模式
flip()方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。調用flip()方法會將position設回0，並將limit設置成之前position的值。
讀Buffer
方法一，從Buffer讀到Channel，例如：
int bytesWritten = inChannel.write(buf);
方法二，通過get方法寫Buffer，例如：
byte someByte = buf.get();
重讀Buffer
rewind()將position設回0，所以可以重讀Buffer中的所有數據。limit保持不變，仍然表示能從Buffer中讀取多少個元素。
清空Buffer
一旦讀完Buffer中的數據，需要讓Buffer準備好再次被寫入。可以通過clear()或compact()方法來完成。
如果調用的是clear()方法，position將被設回0，limit被設置成 capacity的值。換句話說，Buffer 被清空了，不過Buffer中的數據並未清除，只是這些標記告訴我們可以從哪裏開始往Buffer裏寫數據。
如果Buffer中仍有未讀的數據，且後續還需要這些數據，但是此時想要先寫些數據，那麼使用compact()方法。
compact()方法將所有未讀的數據拷貝到Buffer起始處。然後將position設到最後一個未讀元素正後面。limit屬性依然像clear()方法一樣，設置成capacity。現在Buffer準備好寫數據了，但是不會覆蓋未讀的數據。
標記特定的位置
通過調用mark()方法，可以標記Buffer中的一個特定position。之後可以通過調用Buffer.reset()方法恢復到這個position。
兩個buffer的比較
兩個方法都是隻比較Buffer中的剩餘元素（從 position到limit之間的元素）。
equals()
當下列條件都滿足時，表示兩個Buffer相等：
- 有相同的類型（byte、char、int等）。
- Buffer中剩餘的byte、char等的個數相等。
- Buffer中所有剩餘的byte、char等都相同。
compareTo()
當下列任一條件滿足時，表示一個Buffer“小於”另一個Buffer：
- 第一個不相等的元素小於另一個Buffer中對應的元素 。
- 所有元素都相等，但第一個Buffer的元素個數比另一個少。
聚集和分散
Scattering Reads
Scattering Reads是指數據從一個channel讀取到多個buffer中。
ByteBuffer header = ByteBuffer.allocate(128);
ByteBuffer body = ByteBuffer.allocate(1024);
ByteBuffer[] bufferArray = { header, body };
channel.read(bufferArray);
read()方法按照buffer在數組中的順序將從channel中讀取的數據寫入到buffer，當一個buffer被寫滿後，channel緊接着向另一個buffer中寫。
Gathering Writes
Gathering Writes是指數據從多個buffer寫入到同一個channel。
channel.write(bufferArray);
write()方法會按照buffer在數組中的順序，將數據寫入到channel，注意只有position和limit之間的數據纔會被寫入。
Selector
Selector是什麼
Selector（選擇器）是Java NIO的一個組件，能夠檢測一到多個NIO通道，並能夠知曉通道是否爲諸如讀寫事件做好準備。這樣，一個單獨的線程可以管理多個channel，從而管理多個網絡連接。僅用單個線程來處理多個Channels的好處是，只需要更少的線程來處理通道。對於操作系統來說，線程之間上下文切換的開銷很大，而且每個線程都要佔用系統的一些資源。因此，使用的線程越少越好。
Selector的創建
通過調用Selector.open()方法創建一個Selector，例如：
Selector selector = Selector.open();
註冊通道
通過SelectableChannel.register()方法來註冊，例如：
channel.configureBlocking(false);
SelectionKey key = channel.register(selector, Selectionkey.OP_READ);
register()方法會返回一個SelectionKey 對象，這個對象代表了註冊到該Selector的通道。
與Selector一起使用時，Channel必須處於非阻塞模式下。這意味着不能將FileChannel與Selector一起使用，因爲FileChannel不能切換到非阻塞模式。而套接字通道都可以。
register()方法的第二個參數是一個“interest集合”，意思是在通過Selector監聽Channel時對什麼事件感興趣。可以監聽四種不同類型的事件，這四種事件用SelectionKey的四個常量來表示：
1. Connect事件-SelectionKey.OP_CONNECT
2. Accept事件-SelectionKey.OP_ACCEPT
3. Read事件-SelectionKey.OP_READ
4. Write事件-SelectionKey.OP_WRITE
如果對不止一種事件感興趣，那麼可以用“位或”操作符將常量連接起來，
int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;
SelectionKey
register()方法返回的是一個SelectionKey對象，它包含了以下屬性：
interest集合
interest集合是你所選擇的感興趣的事件集合。用“位與”操作interest 集合和給定的SelectionKey常量，可以確定某個給定的事件是否在interest 集合中，例如：
int interestSet = selectionKey.interestOps();
boolean isInterestedInAccept = (interestSet & SelectionKey.OP_ACCEPT) == SelectionKey.OP_ACCEPT;
ready集合
ready集合是通道已經準備就緒的操作的集合。從SelectionKey訪問ready集合：
int readySet = selectionKey.readyOps();
可以用“位與”，來檢測channel中什麼事件或操作已經就緒，也可以使用以下四個方法，它們都會返回一個布爾類型：
selectionKey.isAcceptable();
selectionKey.isConnectable();
selectionKey.isReadable();
selectionKey.isWritable();
Channel
從SelectionKey訪問Channel：
Channel channel = selectionKey.channel();
Selector
從SelectionKey訪問Selector：
Selector selector = selectionKey.selector();
附加的對象
可以將一個對象或者更多信息附加到SelectionKey上，這樣就能方便的識別某個給定的通道。例如：
selectionKey.attach(theObject);
Object attachedObj = selectionKey.attachment();
還可以在向Selector註冊Channel的時候附加對象，例如：
SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, theObject);
選擇通道
向Selector註冊了通道以後，可以用select()方法返回你所感興趣的事件（如連接、接受、讀或寫）已經準備就緒的那些通道。select()方法有幾個重載：
int select()
阻塞到至少有一個通道在你註冊的事件上就緒了。
int select(long timeout)
和select()一樣，除了最長會阻塞timeout毫秒。
int selectNow()
不會阻塞，不管什麼通道就緒都立刻返回。如果自從前一次選擇操作後，沒有通道變成可選擇的，則返回零。
select()方法返回的int值表示自上次調用select()方法後有多少通道已經就緒。
調用了select()方法，並且返回值表明有一個或更多個通道就緒了，然後可以調用selectedKeys()方法，訪問就緒通道，例如：
Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
叫醒Selector
某個線程調用select()方法後阻塞了，只要讓其它線程在第一個線程調用select()方法的那個對象上調用Selector.wakeup()方法，阻塞在select()方法上的線程會立馬返回。
如果有其它線程調用了wakeup()方法，但當前沒有線程阻塞在select()方法上，下個調用select()方法的線程會立即wake up。
關閉Selector
用完Selector後調用其close()方法會關閉該Selector，註冊到該Selector上的所有SelectionKey實例會無效，但通道本身並不會關閉。