Java IO (BIO) Resumo

Os fluxos IO geralmente existem em pares, com entrada (Input) e saída (Output), que é o processo de transferência de dados de um lugar para outro; para computadores, o processo de cópia de arquivos, a gravação e salvamento de arquivos e a exibição funções são todas IO é usado; o processo de transmissão de dados é considerado como uma entrada e saída.

Java IO, também conhecido como BIO (Blocking IO), é um modelo de IO fornecido pelo Java nos primeiros dias. É um IO bloqueante, ou seja, ao realizar uma operação de IO, a thread ficará bloqueada até que a operação de IO seja concluída. A introdução principal aqui é o modelo BIO.

Classificação IO:

De acordo com a direção do fluxo:

Fluxo de entrada (entrada)
Fluxo de saída (saída)

De acordo com o tipo de fluxo de processamento:

fluxo de bytes (byte)
fluxo de caracteres (char)

De acordo com a função de fluxo:

Fluxo de nó (interagir diretamente com fontes de entrada e saída)
Fluxos de processamento (fluxos que envolvem outros fluxos: fluxos de empacotamento)

fluxo de bytes:

InputStream é a superclasse de todos os fluxos de entrada de bytes, que fornece métodos básicos para leitura de dados de bytes. OutputStream é a superclasse de todos os fluxos de saída de bytes, que fornece métodos básicos para gravar dados de bytes.

FileInputStream/FileOutputStream ：Um fluxo de bytes para leitura e gravação de arquivos. Eles permitem que dados de bytes sejam lidos ou gravados em um arquivo
ByteArrayInputStream/ByteArrayOutputStream ：Um fluxo para ler e gravar matrizes de bytes na memória.
BufferedInputStream/BufferedOutputStream ：Fornece entrada e saída com função de buffer, que pode melhorar a eficiência da operação IO
ObjectInputStream/ObjectOutputStream ： Um fluxo para leitura e gravação de objetos Java. Eles podem serializar objetos Java em fluxos de bytes ou desserializar fluxos de bytes em objetos Java
PipedInputStream/PipedOutputStream: fluxos de pipeline para comunicação entre threads, eles fornecem um mecanismo para transferência de dados entre vários threads. PipedInputStream recebe dados de PipedOutputStream.
```
PipedOutputStream output = new PipedOutputStream();
// 订阅output
PipedInputStream input = new PipedInputStream(output); 
```
PrintStream: fluxo de impressão de bytes

Fluxo de caracteres:

Reader/Writer: Reader é a superclasse de todos os fluxos de entrada de caracteres, que fornece métodos básicos para leitura de dados de caracteres. Writer é a superclasse de todos os fluxos de saída de caracteres, que fornece métodos básicos para gravar dados de caracteres.

InputStreamReader/OutputStreamWriter ：Um fluxo de ponte para converter um fluxo de bytes em um fluxo de caracteres. Eles convertem dados de bytes em dados de caracteres especificando uma codificação de caracteres.
FileReader/FileWriter ：Um fluxo de caracteres para leitura e gravação de arquivos. Eles permitem que dados de caracteres sejam lidos ou gravados em um arquivo. Eles são implementações de fluxo de caracteres baseadas em FileInputStream e FileOutputStream.
BufferedReader/BufferedWriter：Um fluxo de caracteres que fornece funcionalidade de buffer. Eles podem melhorar a eficiência da leitura e gravação de fluxos de caracteres e reduzir o número de operações de E/S reais no sistema subjacente.
CharArrayReader/CharArrayWriter：Usado para ler e gravar dados de matriz de caracteres.
PipedReader/PipedWriter：Operações de fluxo de caracteres em fluxos canalizados.
PrintWriter:fluxo de impressão de personagem

fluxo em buffer

A eficiência do fluxo em buffer é maior que a dos fluxos de caracteres comuns e fluxos de bytes, porque no kernel do Linux, somente quando a informação gravada no buffer pelo fluxo em buffer atinge um certo limite ou quando o fluxo em buffer é atualizado, ele realmente gravados nas informações do disco, enquanto os fluxos comuns gravam dados no disco toda vez que são gravados. Um fluxo com buffer é um fluxo com seu próprio buffer, que consiste principalmente nos quatro tipos a seguir.

BufferedInputStream/BufferedOutputStream: fluxo de entrada com buffer de byte/fluxo de saída com buffer de byte
BufferedReader/BufferedWriter: Fluxo de entrada do buffer de caracteres/fluxo de saída do buffer de caracteres

Fluxo de transformação:

Em alguns requisitos, muitas vezes é necessário converter os dados de um fluxo de bytes em um fluxo de caracteres; ou é necessário converter um fluxo de caracteres em um fluxo de bytes. Nesse caso, é necessário usar o fluxo de conversão para concluir o função. O fluxo de conversão é geralmente usado em: Transcodificação de arquivos, quando os dados lidos da rede são um fluxo de bytes, mas o fluxo contém caracteres, você pode usar o fluxo de conversão para realizar a conversão; o fluxo de conversão em java.io é composta principalmente pelas duas classes seguintes:

InputStreamReader: usado para converter um fluxo de entrada de bytes em um fluxo de entrada de caracteres (byte -> caractere)
OutputStreamWriter: usado para converter um fluxo de saída de caracteres em um fluxo de saída de bytes (caractere -> byte)

Java BIO, NIO, AIO:

O Java 1.4 começou a fornecer classes e interfaces relacionadas a NIO (New IO, non-blocking IO), como Channel, ByteBuffer e Selector, etc., para obter operações de IO mais eficientes. 1.7 começou a introduzir o modelo IO assíncrono AIO (Asynchronous IO). O AIO confia completamente a operação IO ao sistema, sem que o aplicativo espere a conclusão do IO.

Java IO (BIO):
Java IO, também conhecido como BIO (Blocking IO), é um modelo de IO fornecido pelo Java nos primeiros dias. É um IO bloqueante, ou seja, ao realizar uma operação de IO, a thread ficará bloqueada até que a operação de IO seja concluída. Java IO realiza operações de IO por meio de fluxos. As classes principais correspondentes incluem InputStream, OutputStream, Reader e Writer. Elas são síncronas e podem processar apenas uma solicitação por vez. No caso de grande quantidade de simultaneidade, o desempenho do modelo BIO é baixo.
Java NIO:
Java NIO (New IO) é um novo modelo de IO introduzido pelo Java na versão 1.4, que fornece IO sem bloqueio. O NIO usa o conceito de canal (Channel) e buffer (Buffer), os dados são transmitidos pelo canal e o Buffer é usado para operações de leitura e gravação. Comparado com o BIO, o NIO tem maior desempenho e capacidade de processamento simultâneo. As classes principais incluem Selector, Channel e Buffer, etc.
Java AIO:
Java AIO (Asynchronous IO) é um modelo de IO assíncrono introduzido pelo Java na versão 1.7. O AIO confia totalmente a operação de IO ao sistema, sem que o aplicativo espere que o IO seja concluído. Ele é baseado no evento e no mecanismo de retorno de chamada, lida com eventos de conclusão de IO por meio do CompletionHandler e pode lidar com várias solicitações de IO ao mesmo tempo. As classes principais incluem AsynchronousSocketChannel, AsynchronousServerSocketChannel e AsynchronousFileChannel, etc.