记录一下什么是 IO 操作，什么操作是 NIO ，使用说明 api 去调用

一、概念

1.1 IO（Input/OutPut）

在 Java 中使用 Java.io 包中的类实现了 I/O 模型。当应用程序发出 I/O 操作请求时，他会一直等待直到操作完成。在此期间无法执行其他操作。 Java 的大部分 IO 操作都是基于阻塞 IO 进行的。

1.2 NIO（New Input/OutPut）

当应用程序发起一个 I/O 操作后，操作系统会立即返回，不会阻塞应用程序。应用程序需要不断地轮询操作系统，查询 I/O 操作是否已经完成。也是一种异步IO。 NIO 引入了非阻塞 IO 模式，提供了一套全新 API ，他将 IO 操作的结果封装成了时间，将事件通知给应用程序。NIO 还提供了选择器 ( Selector)等机制用于轮训 IO 事件并处理他。

相比于阻塞 IO ，他更快；相比于 A IO，他更稳定。基于事件驱动模型，他分为了Channel、Buffer 和 Selector 三个概念

1.2.1 Channel （通道）

类似于一个管道，是 NIO 和数据源通信的对象，可以进行读取、写入操作。也类似于流，但是他是可以双向传输的。

1.2.2 Buffer (缓冲区)

是 NIO 用来储存数据的容器。可以读取和写入，类似于字节流。 NIO 的 Buffer 实现了 0拷贝，可以直接在哪丛中进行数据的复制和传输。

0拷贝：

零拷贝主要是用来解决操作系统在处理 I/O 操作时，频繁复制数据的问题。关于零拷贝主要技术有 mmap+write、sendfile和splice等几种方式。

缺点：

不能操作文件了，因为都在底层处理了。因此还有一个中间方案 mmap 。

1.2.3 Selector（选择器）

减少系统负载的组件。本来异步 IO 是要程序不断轮训查询结果。Selector 可以监听多个通道的 IO 事件，并且只有在有IO 事件发生时才会被唤醒，减少了系统的负载。IO 事件通常指输入/输出操作完成发出的通知。

NIO 和传统 IO 之间第一个最大的区别是，IO 是面向流的，NIO 是面向缓冲区的。

1.3 异步 I/O（Asynchronous I/O）

非阻塞 IO 的升级版本。Java1.7 之后引入，提供了更简单易用的异步 IO 接口。Java 应用程序不需要等待 I/O 操作完成，而是在后台注册一个回调函数，在 I/O 操作完成后由内核自动回调这个函数，从而实现异步非阻塞 I/O。比如 AsynchronousChannel 和 AsynchronousSocketChannel 。

二、用法

2.1 IO

Java 的 io 包提供了一组用于读取和写入数据的类和接口，常用的类和接口包括：

InputStream 和 OutputStream：字节流输入输出类，用于读取和写入字节数据。
Reader 和 Writer：字符流输入输出类，用于读取和写入字符数据。
File：表示文件或目录的类。
RandomAccessFile：可随机访问的文件类，支持读取和写入文件任意位置的数据。
BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream：缓存字节流输入输出类，提高读取和写入效率。
BufferedReader 和 BufferedWriter：缓存字符流输入输出类，提高读取和写入效率。
DataInputStream 和 DataOutputStream：数据流输入输出类，支持读取和写入基本数据类型和字符串。
ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream：对象流输入输出类，支持读取和写入 Java 对象。
InputStreamReader 和 OutputStreamWriter：字符流和字节流之间的转换类。
PipedReader 和 PipedWriter：用于在线程之间传输数据的管道流类。

除了上述常用的类和接口，还有一些其他的类和接口，如 PushbackInputStream、FilterInputStream、SequenceInputStream 等。

2.2 NIO

Java NIO（New I/O）提供了新的 I/O 模型和 API，包括以下类和接口：

Buffer：用于数据的读写缓冲区，包括 ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer、ShortBuffer 等。
Channel：用于读写数据的通道，包括 FileChannel、DatagramChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel 等。
Selector：用于监控多个通道的状态，并且只会选择准备好进行 I/O 操作的通道进行读写操作。
Charset：用于字符编码和解码的工具类。
CharsetDecoder：用于将字节序列转换为字符序列。
CharsetEncoder：用于将字符序列转换为字节序列。
CompletionHandler：用于异步 I/O 操作完成后的回调。
AsynchronousChannelGroup：用于管理异步通道的线程池。
AsynchronousChannel：异步 I/O 通道的基类。
AsynchronousSocketChannel：异步 Socket 通道。
AsynchronousServerSocketChannel：异步 ServerSocket 通道。
AsynchronousFileChannel：异步文件通道。

这些类和接口都是 Java NIO 中比较重要的组成部分。

三、总结

IO 和 NIO 是 Java 中两种不同的 I/O 模型，其中 IO 使用阻塞 I/O，而 NIO 使用非阻塞 I/O。这两种模型有着不同的适用场景和优缺点。

Java IO 包提供了文件读写、网络通信、序列化和反序列化等功能，但对于高并发的应用场景，IO 模型的效率比较低。Java NIO 是一种非阻塞 I/O 模型，其核心组件包括通道（Channel）、缓冲区（Buffer）和选择器（Selector）。NIO 可以使用一个线程来处理多个连接，实现高效的事件驱动模型。NIO 包提供了文件读写、网络通信和编解码等功能，比 IO 更加高效，适用于高并发、大流量的场景。

在选择 IO 或 NIO 时，需要根据应用场景和需求进行权衡和选择。对于低并发的简单应用，IO 可以满足要求，而对于高并发、大流量的应用，则需要选择 NIO 或 AIO 来提高效率。

面试记录之 Java 的 IO 和 NIO