05-Java中的IO与NIO面试题（15题）-新增.pdf

Java IO 和 NIO 面试题 Java 中 IO 流可以分为输入流和输出流两种，按照操作单元划分可以分为字节流和字符流，按照流的角色划分为节点流和处理流。Java Io 流共涉及 40 多个类，这些类看上去很杂乱，但实际上很有规则，而且彼此之间存在非常紧密的联系， Java I0 流的 40 多个类都是从如下 4 个抽象类基类中派生出来的。 1. InputStream/Reader: 所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。 2. OutputStream/Writer: 所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流。 Java IO 与 NIO 的区别：NIO 即 New IO，这个库是在 JDK1.4 中才引入的。NIO 和 IO 有相同的作用和目的，但实现方式不同，NIO 主要用到的是块，所以 NIO 的效率要比 IO 高很多。在 Java API 中提供了两套 NIO，一套是针对标准输入输出 NIO，另一套就是网络编程 NIO。 常用的 IO 类有： * FileInputStream、FileOutputStream * BufferedInputStream、BufferedOutputStream * PrintWriter、FileReader、FileWriter * BufferedReader、BufferedWriter * ObjectInputStream、ObjectOutputStream 字节流与字符流的区别：字节流按照 8 位传输，以字节为单位输入输出数据；字符流按照 16 位传输，以字符为单位输入输出数据。 Java 中的 IO 模型有阻塞 IO、非阻塞 IO 和多路复用 IO。 阻塞 IO 模型：最传统的一种 IO 模型，即在读写数据过程中会发生阻塞现象。当用户线程发出 IO 请求之后，内核会去查看数据是否就绪，如果没有就绪就会等待数据就绪，而用户线程就会处于阻塞状态，用户线程交出 CPU。当数据就绪之后，内核会将数据拷贝到用户线程，并返回结果给用户线程，用戶線程才解除 block 状态。 非阻塞 IO 模型：当用户线程发起一个 read 操作后，并不需要等待，而是马上就得到了一个结果。如果结果是一个 error 时，它就知道数据还没有准备好，于是它可以再次发送 read 操作。一旦内核中的数据准备好了，并且又再次收到了用户线程的请求，那么它马上就将数据拷贝到了用户线程，然后返回。所以事实上，在非阻塞 IO 模型中，用户线程需要不断地询问内核数据是否就绪，也就说非阻塞 IO 不会交出 CPU，而会一直占用 CPU。 多路复用 IO 模型：多路复用 IO 模型是目前使用得比较多的模型。 Java NIO 实际上就是多路复用 IO。在多路复用 IO 模型中，会有一个线程不断去轮询多个 socket 的状态，只有当 socket 真正有读写事件时，才真正调用实际的 IO 读写操作。因为在多路复用 IO 模型中，只需要使用一个线程就可以管理多个 socket，系统不需要建立新的进程或者线程，也不必维护这些线程和进程，并且只有在真正有 socket 读写事件进行时，才会使用 IO 资源，所以它大大减少了资源占用。在 Java NIO 中，是通过 selector.select() 去查询每个通道是否有到达事件，如果没有事件，则一直阻塞在那里，因此这种方式会导致用户线程的阻塞。 多路复用 IO 模型的优点是可以处理多个 socket 连接，减少资源占用。但是需要注意的是，在多路复用 IO 模型中，一旦事件响应体很大，那么就会导致后续的事件迟迟得不到处理，并且会影响新的事件轮询。