冯诺依曼体系结构中,将计算机分为运算器,控制器,存储器,输入/输出设备。
运算器,控制器是CPU的组成成分(还有一些寄存器)。
存储器则可以分为内存储器(内存)和外存储器(硬盘),
输入输出设备主要来完成系统的I/O操作,I/O操作只要是对硬盘(外存)中的数据进行读和取。
由于CPU的运算速度远远大于I/O操作,因此,当一个进程需要产生许多I/O操作,会耗费许多系统资源,同时也不利于进程之间的资源竞争,导致系统资源的利用率下降
由于CPU不能直接访问外存(硬盘) ,需要借助内存来完成对硬盘中的数据的读/取。想要完成此操作又不得不借助于I/O
JAVA的输入/输出流在默认情况下 ,是不被缓存区缓存的,
因此每发生一次read()和write()方法都需要请求操作系统再分发/接受一个字节,这样运行效率必然会降低
发生read()/write()→→→等待操作系统分配内存资源→→→完成
相比之下,请求一个数据块并将其置于缓冲区中会显得更加高效。
我们可以将硬盘中的数据事先添加到预定义的范围的缓冲池来预存数据,待CPU产生I/O操作时
可以从这个缓存池中来读取数据,这样减少了CPU的I/O的次数提高了程序的运行效率
JAVA也采用了这种方式。通过为基本流添加了处理流来减少I/O操作的次数
发生read()/write()→→→将内容存到缓冲区中→→→flush()冲刷出流将所有的缓存数据强行发送到目的地→→→完成
OutputStream/Writer中的方法:
abstract void write(int n) 写出一个字节的数据
void write(byte[] b) 写出所有字节到数组中
void write(byte[] b,int off, int len) 写出某个范围的字节 到数组b中 b数据写出的数组off第一个写出字节在b中的偏移量len 写出字节的最大数量
void close() 冲刷并关闭输出流
void flush() 冲刷出流,将所有缓冲的数据强制发送到目的地
read()方法和write()是线程阻塞的,
也就是说,当某个线程试图向另一端网络节点读取或写入数据时,
有可能会发生网络连接异常或者是服务器短期内没有响应,这将会导致该线程阻塞,
同样地,在无数据状态进行读取,数据已满进行写操作时,同样会发生阻塞,
这时,其他线程抢占资源后继续执行。
如果出现此现状,读取到缓冲池中的数据不能够及时的发送到另一端的网络节点,需要该线程再次竞争到CPU资源才可正常发送。
还有一种情况,当我们将数据预存到缓冲池中时,当数据的长度满足缓冲池中的大小后,
才会将缓冲池中的数据成块的发送,若数据的长度不满足缓冲池中的大小,需要继续存入,
待数据满足预存大小后再成块的发送。往往在发送文件过程中,文件末尾的数据大小不能满足缓冲池的大小。
最终导致这部分的数据停留在缓冲池无法发送。
这时,就需要我们在write()方法后,手动调用flush()方法,强制刷出缓冲池中的数据,
(即使数据长度不满足缓冲池的大小)从而保证数据的正常发送。
当然,当我们调用流的close()方法后,系统也会自动将输出流缓冲区的数据刷出,同时可以保证流的物理资源被回收。
冯·诺依曼体系结构:
美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年提出存储程序原理,把程序本身当作数据来对待,程序和该程序处理的数据用同样的方式储存。
冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼理论的要点是:计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。