传统的 IO 流还是有很多缺陷的，尤其它的阻塞性加上磁盘读写本来就慢，会导致 CPU 使用效率大大降低。
所以，jdk 1.4 发布了 NIO 包，NIO 的文件读写设计颠覆了传统 IO 的设计，采用通道+缓存区使得新式的 IO 操作直接面向缓存区，并且是非阻塞的，对于效率的提升真不是一点两点，我们一起来看看。
通道 Channel我们说过，NIO 的核心就是通道和缓存区，所以它们的工作模式是这样的：
通道有点类似 IO 中的流，但不同的是，同一个通道既允许读也允许写，而任意一个流要么是读流要么是写流。
但是你要明白一点，通道和流一样都是需要基于物理文件的，而每个流或者通道都通过文件指针操作文件，这里说的「通道是双向的」也是有前提的，那就是通道基于随机访问文件『RandomAccessFile』的可读可写文件指针。
『RandomAccessFile』是既可读又可写的，所以基于它的通道是双向的，所以，「通道是双向的」这句话是有前提的，不能断章取义。
基本的通道类型有如下一些：
FileChannel
DatagramChannel
SocketChannel
ServerSocketChannel
FileChannel 是基于文件的通道，SocketChannel 和 ServerSocketChannel 用于网络 TCP 套接字数据报读写，DatagramChannel 是用于网络 UDP 套接字数据报读写。
通道不能单独存在，它永远需要绑定一个缓存区，所有的数据只会存在于缓存区中，无论你是写或是读，必然是缓存区通过通道到达磁盘文件，或是磁盘文件通过通道到达缓存区。
即缓存区是数据的「起点」，也是「终点」，具体这些通道到底有哪些不同以及该如何使用，基本实现如何，我们介绍完『缓存区』概念后，再做详细学习。
缓存区 BufferBuffer 是所有具体缓存区的基类，是一个抽象类，它的实现类有很多，包含各种类型数据的缓存。
ByteBuffer
CharBuffer
ShortBuffer
IntBuffer
LongBuffer
FloatBuffer
DoubleBuffer
MappedByteBuffer
我们以 ByteBuffer 为例进行学习，其余的缓存区也都是基于字节缓存区的，只不过多了一步字节转换过程而已，MappedByteBuffer 是一个特殊的缓存方式，我们会单独介绍。
Buffer 中有几个重要的成员属性，我们了解一下：
mark 属性我们已经不陌生了，用于重复读。capacity 描述缓存区容量，即整个缓存区最大能存储多少数据量。address 用于操作直接内存，区别于 jvm 内存，这一点待会说明。
而 position 和 limit 我想用一张图结合解释：
由于缓存区是读写共存的，所以不同的模式下，这两个变量的值也具有不同的意义。
写模式下，所谓写模式就是将缓存区中的内容写入通道。position 代表下一个字节应该被写出去的字节在缓存区中的位置，limit 表示最后一个待写字节在缓存区的位置。
读模式下，所谓读模式就是从通道读取数据到缓存区。position 代表下一个读出来的字节应当存储在缓存区的位置，limit 等于 capacity。
相关的读写操作细节，待会会和大家一起看源码，以加深对通道和缓存区协作工作的原理，这里我们先讨论一个大家可能没怎么关注过的一个问题。
JVM 内存划分为栈和堆，这是大家深入脑海的知识，但是其实划分给 JVM 的还有一块堆外内存，也就是直接内存，很多人不知道这块内存是干什么用的。
这是一块物理内存，专门用于 JVM 和 IO 设备打交道，Java 底层使用 C 语言的 API 调用操作系统与 IO 设备进行交互。
例如，Java 内存中有一个字节数组，现在调用流将它写入磁盘文件，那么 JVM 首先会将这个字节数组先拷贝一份到堆外内存中，然后调用 C 语言 API 指明将某个连续地址范围的数据写入磁盘。
读操作也是类似，而 JVM 额外做的拷贝工作也是有意义的，因为 JVM 是基于自动垃圾回收机制运行的，所有内存中的数据会在 GC 时不停的被移动，如果你调用系统 API 告诉操作系统将内存某某位置的内存写入磁盘，而此时发生 GC 移动了该部分数据，GC 结束后操作系统是不是就写错数据了。
所以，JVM 对于与外围 IO 设备交互的情况下，都会将内存数据复制一份到堆外内存中，然后调用系统 API 间接的写入磁盘，读也是类似的。由于堆外内存不受 GC 管理，所以用完一定得记得释放。
理解这一个小知识是看懂源码实现的前提，不然你可能不知道代码实现者在做什么。好了，那我们就先来看看读操作的基本使用与源码实现。
