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javaIO、NIO、AIO详解

概述

在我们学习Java的IO流之前，我们都要了解⼏个关键词

同步与异步（synchronous/asynchronous）：同步是⼀种可靠的有序运⾏机制，当我们进⾏同步操作时，后续的任务是等待当前调⽤

返回，才会进⾏下⼀步；⽽异步则相反，其他任务不需要等待当前调⽤返回，通常依靠事件、回调等机制来实现任务间次序关系

阻塞与⾮阻塞：在进⾏阻塞操作时，当前线程会处于阻塞状态，⽆法从事其他任务，只有当条件就绪才能继续，⽐如ServerSocket新

连接建⽴完毕，或者数据读取、写⼊操作完成；⽽⾮阻塞则是不管IO操作是否结束，直接返回，相应操作在后台继续处理

同步和异步的概念：实际的I/O操作

同步是⽤户线程发起I/O请求后需要等待或者轮询内核I/O操作完成后才能继续执⾏

异步是⽤户线程发起I/O请求后仍需要继续执⾏，当内核I/O操作完成后会通知⽤户线程，或者调⽤⽤户线程注册的回调函数

阻塞和⾮阻塞的概念：发起I/O请求

阻塞是指I/O操作需要彻底完成后才能返回⽤户空间

⾮阻塞是指I/O操作被调⽤后⽴即返回⼀个状态值，⽆需等I/O操作彻底完成

BIO、NIO、AIO的概述

⾸先，传统的java.io包，它基于流模型实现，提供了我们最熟知的⼀些IO功能，⽐如File抽象、输⼊输出流等。交互⽅式是同步、阻塞的

⽅式，也就是说，在读取输⼊流或者写⼊输出流时，在读、写动作完成之前，线程会⼀直阻塞在那⾥，它们之间的调⽤是可靠的线性顺序。

java.io包的好处是代码⽐较简单、直观，缺点则是IO效率和扩展性存在局限性，容易成为应⽤性能的瓶颈。

很多时候，⼈们也把下⾯提供的部分⽹络API，⽐如Socket、ServerSocket、HttpURLConnection也归类到同步阻塞IO类库，因

为⽹络通信同样是IO⾏为。

第⼆，在Java1.4中引⼊了NIO框架（java.nio包），提供了Channel、Selector、Buffer等新的抽象，可以构建多路复⽤的、同步⾮阻塞

IO程序，同时提供了更接近操作系统底层的⾼性能数据操作⽅式。

第三，在Java7中，NIO有了进⼀步的改进，也就是NIO2，引⼊了异步⾮阻塞IO⽅式，也有很多⼈叫它AIO（AsynchronousIO）。异

步IO操作基于事件和回调机制，可以简单理解为，应⽤操作直接返回，⽽不会阻塞在那⾥，当后台处理完成，操作系统会通知相应线程进

⾏后续⼯作。

⼀、IO流（同步、阻塞）

1、概述

IO流简单来说就是input和output流，IO流主要是⽤来处理设备之间的数据传输，JavaIO对于数据的操作都是通过流实现的，⽽java⽤于操作

流的对象都在IO包中。

2、分类

按操作数据分为：字节流（InputStream、OutputStream）和字符流（Reader、Writer）

按流向分：输⼊流（Reader、InputStream）和输出流（Writer、OutputStream）

3、字符流

概述

只⽤来处理⽂本数据

数据最常见的表现形式是⽂件，字符流⽤来操作⽂件的⼦类⼀般是FileReader和FileWriter

字符流读写⽂件注意事项：

写⼊⽂件必须要⽤flush()刷新

⽤完流记得要关闭流

使⽤流对象要抛出IO异常

定义⽂件路径时，可以⽤/或者\

在创建⼀个⽂件时，如果⽬录下有同名⽂件将被覆盖

在读取⽂件时，必须保证该⽂件已存在，否则抛出异常

字符流的缓冲区

缓冲区的出现是为了提⾼流的操作效率⽽出现的

需要被提⾼效率的流作为参数传递给缓冲区的构造函数

在缓冲区中封装了⼀个数组，存⼊数据后⼀次取出

4、字节流

概述

⽤来处理媒体数据

字节流读写⽂件注意事项：

字节流和字符流的基本操作是相同的，但是想要操作媒体流就需要⽤到字节流

字节流因为操作的是字节，所以可以⽤来操作媒体⽂件（媒体⽂件也是以字节存储的）

输⼊流（InputStream）、输出流（OutputStream）

字节流操作可以不⽤刷新流操作

InputStream特有⽅法：intavailable()（返回⽂件中的字节个数）

字节流的缓冲区

字节流缓冲区跟字符流缓冲区⼀样，也是为了提⾼效率

5、JavaScanner类

Java5添加了java.util.Scanner类，这是⼀个⽤于扫描输⼊⽂本的新的实⽤程序

关