Java面试知识点5

1.java中IO流有哪些？

输入和输出都是从程序的角度来说：
输入流-：数据流向程序
输出流-：数据从程序流出；

1.按处理单位：字节流和字符流；字节流：一次读入或读出是8位二进制；字符流：一次读入或读出是16位进制，JDK中后缀是Stream是字节流，后缀是Reader，Writer是字符流；

2.按功能单位：节点流和处理流；节点流->直接与数据源相连，读入或写出；处理流：与节点流一块使用，在节点流的基础上，再套一层；

最根本的四大类：

1. InputStream(字节输入流)：FileInputStream，PipedInputStream，ByteArrayInputStream，BufferedInputStream，SequenceInputStream，DataInputStream，ObjectInputStream；
2. OutputStream(字节输出流)：FileOutputStream，PipedOutputStream，ByteArrayOutputStream，BufferedOutputStream,printStream，DataOutputStream，ObjectOutputStream；
3. Reader(字符输入流)：FileReader，PipedReader，CharArrayReader，BufferedReader，InputStreamReader；
4. Writer(字符输入流)：FileWriter，PipedWriter，CharArrayWriter，BufferedWriter，InputStreamWriter，PrintWriter；

常用的流：

1. 对文件进行操作：FileInputStream(字节输入流)，FileOutputStream(字节输出流)，FileReader(字符输入流)，FileWriter(字符输出流)；
2. 对管道进行操作：PipedInputStream(字节输入流)，PipedOutputStream(字节输出流)，PipedReader(字符输入流)， PipedWriter(字符输出流)；
3. 字节/字符数组：ByteArrayInputStream，ByteArrayOutputStream，CharArrayReader，CharArrayWriter；
4. Buffered缓冲流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream，BufferedReader，BufferedWriter；
5. 字节转成成字符流：InputStreamReader，InputStreamWriter；
6. 数据流：DataInputStream，DataOutputStream；
7. 打印流：printStream，PrintWriter；
8. 对象流：ObjectInputStream，ObjectOutputStream；
9. 序列化流：SequenceInputStream；

2.BIO、NIO、AIO有什么区别？

BIO：线程发起请求，不管内核是否准备好IO操作，从请求发起，线程一直阻塞，直到操作完成。（是一个连接一个线程，同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不作任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善）
举例：你到饭馆点餐，然后就等着，啥都干不了，饭没做好，就必须等着。

NIO：线程发起IO请求，立刻返回；内核在完成IO操作以后通过注册的回调函数通知线程进行IO操作。（是一个请求线程，同步非阻塞， 服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理 ）
举例：你在饭馆点餐，就去玩了，不过玩一会就回饭馆问还了没。

AIO：线程发起IO请求，立刻返回；内存做好IO操作的准备以后，做IO操作，直到操作完成或者失败，通过调用注册的回调函数通知线程做IO操作。
（异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的IO请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理）
举例：饭馆打电话说，我们知道你的位置，一会儿给你送过来，自己安心玩，类似外卖。

适用场景
BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求较高，并发局限于应用中；
NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂；
AIO方式适用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂。

3.TCP和UDP的区别？

TCP/IP是一个协议簇，包括很多协议。命名为TCP/IP协议的原因是TCP/IP这两个协议分成重要，应用很广；TCP和UDP都是TCP/IP协议簇的一员。

TCP（Transmission Control Protocol）：传输协议控制。
1.面向连接，即必须在双方建立可靠连接之后，才会收发数据；
2.信息包头20个字节；
3.建立可靠连接需要经过三次握手；
4.断开连接需要经过4次挥手；
5.需要维护连接状态；
6.报文头里面的确认序号、累积确认及超时重传机制能保证不丢包、不重复、按序到达；
7.拥有流量控制及拥塞控制的机制；

UDP（User Data Protocol）：用户数据报协议
1.不建立可靠连接，无需维护连接状态；
2.信息包头8个字节；
3.接收端，UDP把消息段放在队列中，应用程序从对队列读消息；
4.不受拥挤控制算法的调节；
5.传送数据的速度受应用软件生成数据的速率，传输带宽，源端和终端主机性能的限制；
6.面向数据包，不保证接收端一定能收到；

4.tcp粘包是怎么产生的？

粘包：发送方发送的多个数据包，到接收方缓冲区首尾相连，粘成一包被接收。

原因：TCP协议默认使用Nagle算法可能会把多个数据包一次发送到接收方。应用程序读缓存中的数据包的速度小于接收数据包的速度，缓存中的多个数据包会被应用程序当成一个包一次读取。

处理方法：

1. 发送方使用TCP_NODELAY选项来关闭Nagle算法；
2. 数据包增加开始和结束符，应用程序读取，区分数据包；
3. 在数据包的头部定义整个数据包的长度，应用程序先读取数据包的长度，然后读取整个长度的包字节数据，保证读取的是单个包且完整；

5.OSI的七层模型有哪些？

自下而上：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表达层，应用层；
5层模型自下而上是：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层；

6.JDK中什么类可以通过流写入数据到内存？输入流和输出流的区别

通过流：java.io.ByteArrayOutputStream 写入数据到内存

区别
1.输入输出的方向是针对程序而言的，向程序读入数据就是输入流；从程序向外写出数据就是输出流；
2.从磁盘、网络、键盘读到内存就是输入流，用InputStream或Reader；
3.写到磁盘、网络、屏幕都是输出流，用OutputStream或Writer；

7.列举常用字节输入流和输出流

FileInputStream-FileOutStream：文件数据读写

ObjectInputStream-ObjectOutputStream：对象数据读写

ByteArrayInputStream-ByteArrayOutputStream：内存字节数组读写

PipedInputStream-PipedOutputStream：管道输入输出

FilterInputStream-FilterOutputStream：过滤输入输出流

InputStreamReader-OutputStreamWriter：字节流转字符流

FileReader-FileWriter：文件字符输入输出流

BufferedReader-BufferedWriter：带缓冲的字符输入输出流

8.字节流和字符流的区别？

按流的处理位置分类：
1.节点流：可以从某节点读数据或向某节点写数据的流，如FileInputStream；
2.处理流：对已存在的流的连接和封装，实现更为丰富的流数据处理，处理流的构造方法必须其他的流对象参数，如BufferedReader；

9.字节流和字符流区别与使用场景

1.Java中的字节流处理的最基本单位为1个字节，通常用来处理二进制数据，字节流类InputStream和OutputStream均为抽象类，代表了基本的输入字节流和输出字节流；
2.Java中的字符流处理的最基本的单元是Unicode代码单元（大小2字节），通常 用来处理文本数据；
区别：
1.字节流操作的基本单元是字节；字符流操作的基本单元是字符；
2.字节默认不使用缓冲区，字符流使用缓冲区；
3.字节流通常用于处理二进制数据，不支持直接读写字符；字符流通常用于处理文本数据；
4.在读写文件需要对文本内容进行处理：按行处理，比较特定字符的时候一般会选择字符流，仅仅读写文件，不处理内容，一般选择字节流；
特征
1.以Stream结尾都是字节流，reader和writer结尾都是字符流；
2.InputStream是所有字节输入流的父类，OutputStream是所有字节输出流的父类；
3.Reader都是字符输入流的父类，Writer是字符输出流的父类；

10.缓冲流的缺点

1.不带缓冲的流读取到一个字节或字符，就直接写出数据；
2.带缓冲的流读取到一个字节或字符，先不输出，等达到了缓冲区的最大容量再一次性写出去；
优点：减少了写出次数，提高了效率；
缺点：接收端可能无法及时再获取到数据；

11.Java中的Socket是什么？

1.Socket也称‘套接字’，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，是应用层与传输层之间的桥梁；
2.应用程序可以通过Socket向网络发出请求或应答网络请求；
3.网络应用程序位于应用层，TCP和UDP属于传输层协议，在应用层和传输层之间，使用Socket来进行连接；
4.Socket是传输层供给应用层的编程接口；
5.Socket编程可以开发客户端和服务器应用程序，可以在本地网络进行通信，也可以通过公网Internet再通信；

12.基于TCP和UDP的Socket编程的主要步骤

1.JDK在java.net包中为TCP和UDP两者通信协议提供了相应的Socket编程类；
2.TCP协议，服务端对应ServerSocket，客户端对应Socket；
3.UDP协议对应DatagramSocket；
4.基于TCP协议创建的套接字可以叫做流套接字，服务器端相当于一个监听器，用来监听端口，服务器与服客户端之间的通讯都是输入输出流来实现的，
5.基于UDP协议的套接字就是数据报套接字，客户端和服务端都要先构造好相应的数据包；

步骤：

基于TCP协议的Socket编程的主要步骤：

服务端：

1. 指定本地的端口创建ServerSocket实例，用来监听指定端口的链接请求；
2. 通过accept()方法返回的Socket实例，建立了一个和客户端的新连接；
3. 通过Socket实例获取InputStream和OutputStream读写数据；
4. 数据传输结束，调用socket实例的close()方法关闭连接；

客户端：

1. 指定的远程服务器IP地址和端口创建Socket实例；
2. 通过Socket实例来获取InputStream和OutputStream来进行数据的读写；
3. 数据传输结束，调用socket实例的close()方法关闭连接；

基于UDP协议的Socket编程的主要步骤：

服务端：

1. 指定本地的端口创建DatagramSocket实例；
2. 通过字节数组，创建DatagramPacket实例，调用DatagramSocket实例的receive()方法，用DatagramPacket实例来接收数据；
3. 设置DatagramPacket实例返回的数据，调用DatagramSocket实例的send()方法来发送数据；
4. 数据传输结束，调用DatagramSocket实例的close()方法关闭连接；

客户端：

1. 创建DatagramSocket实例；
2. 通过IP地址端口和数据创建DatagramSocket实例，调用DatagramSocket实例send()方法发送数据包；
3. 通过字节数组创建DatagramSocket实例，调用DatagramSocket实例receive()方法接收数据包；
4. 数据传输完成，调用DatagramSocket实例的close()方法关闭连接；