Java IO

BIO

面向流, 阻塞IO

字节流

InputStream

方法	说明
read()	一次读取一个字节(0-255), 当读取到文件末尾时返回-1
read(byte[])	一次性读取一个字节数组, 返回读取到的字节数, 当读取到末尾时返回-1

OutputStream

方法	说明
write(int)	写入一个字节(0-255)的数据
write(byet[])	写入一个字节数组

字符流

InputStreamReader

方法	说明
read()	一次读取一个字符(int), 当读取到文件末尾时返回-1
read(char[])	一次性读取一个字符数组, 返回读取到的字符数, 当读取到末尾时返回-1

OutputStreamReader

方法	说明
write(int)	写入一个字符的数据
write(char[])	写入一个字符数组

try-with-resource

Java 7 开始引入, 替代传统用finally关闭流的方式

public static void main(String[] args){
	try(InputStream input = new FileInputStream("file.txt")) {
      int data = input.read();
      while(data != -1){
        System.out.println((char) data);
        data = input.read();
      }
	} catch(IOException e) {
      throw UncheckedIOException(e);
	}
}

1. 在try块结束后, 自动完成流的关闭操作, 大大简化的流操作的编程
2. 不用进行finally块的流关闭操作以及关闭操作的异常处理, 直接在catch块对异常进行统一处理)
3. 可以使用多个资源, 关闭时按顺序进行关闭
4. 可以自定义类, 只要实现了 AutoClosable 即可
5. 当关闭流异常时, 直接由catch块捕捉
6. 当try块和关闭流都抛出异常时, 抛出try块的异常, 关闭流的异常被抑制, 情况正好与finally方式相反

NIO

面向缓冲, 非阻塞IO, 三大组件

通道 (Channel)

既可以从通道中读取数据, 又可以写数据到通道

1. 可读可写
2. 可以异步
3. 总是先读取到一个Buffer, 或者从一个Buffer中写入

通道实现	说明
FileChannel	从文件中读写数据
DatagramChannel	能通过UDP读写网络中的数据
SocketChannel	能通过TCP读写网络中的数据
ServerSocketChannel	可以监听新进来的TCP连接, 对每个新进来的连接都会创建一个SocketChannel

缓冲区 (Buffer)

用于和NIO通道进行交互, 本质是一块可以写入数据, 然后可以从中读取数据的内存

用法:

1. 写入数据到Buffer
2. 调用flip()方法
3. 从Buffer中读取数据
4. 调用clear()方法或者compact()方法

选择器 (Selector)

选择器允许一个单独的线程来监视多个通道

I/O模型

I/O类型

• 同步(Sync)/异步(Async)
• 阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)

主要针对Client端:

• 同步: 一个功能调用,在没有得到结果前,该调用不返回.期间不能干其他事
• 异步: 一个功能调用后,调用者不能立刻得到结果.实际处理调用的部件在完成后,通过状态/通知和回调来通知调用者.举例:Ajax请求

主要针对Server端:

• 阻塞: 调用结果返回之前,当前线程被挂起(线程暂停运行,不同于同步).
• 非阻塞: 与阻塞概念对立,不能立刻得到结果时,该函数不会阻塞当前线程,而会立刻返回.

1. 阻塞对象上可以有非阻塞的调用方式,非阻塞对象上可以有阻塞的调用方式.
2. 同/异步由Client端控制,但是需要Server端配合实现,Client端不关心Server端是否阻塞/非阻塞
3. 同/异步区别: 数据访问的时候进程是否阻塞
4. 阻塞/非阻塞区别: 应用程序的调用是否立即返回

Linux 下的五种I/O模型

1. 阻塞I/O（blocking I/O）
2. 非阻塞I/O （nonblocking I/O）
3. I/O复用(select 和poll) （I/O multiplexing）
4. 信号驱动I/O （signal driven I/O (SIGIO)）
5. 异步I/O （asynchronous I/O (the POSIX aio_functions)）

前4种都是同步IO,第5种才是异步IO

NIO给我们带来了些什么：

• 事件驱动模型
• 避免多线程
• 单线程处理多任务
• 非阻塞I/O，I/O读写不再阻塞，而是返回0
• 基于block的传输，通常比基于流的传输更高效
• 更高级的IO函数，zero-copy
• IO多路复用大大提高了Java网络应用的可伸缩性和实用性

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