JAVA基础之I/O
什么是IO流？
IO:输入/输出(Input/Output)
就是JAVA提供的一种用于读写数据的机制，包括输入流和输出流两种。
java中的I/O操作主要是指java.io包下面的对象操作
输入：也叫做数据读取，把将数据读取到内存中，比如读取硬盘中的文本文件。
输出：也叫做写出数据，把数据从内存中写到硬件中。
字节流与字符流
是两种数据的处理类型
字节流
字节流（Byte Streams）
将数据序列化处理为二进制数字形式保存，无论是文本、图片、视频等，都是一个个的字节，这个字节就是java类型中的byte类型。
在javaIO包中操作字节流的顶级父类是这两个
- InputStream -----> 字节输入流
- OutputStream -----> 字节输出流
字符流
字符流（Char Streams）
将所有的文件都以字符的形式来存储，用的数据类型是java中的char类型。
在javaIO包中操作字节流的顶级父类是这两个
- Reader -----> 字符输入流
- Writer -----> 字符输出流
对比
一般来说，处理文本文件的时候推荐使用字符流，因为他可以更好的处理字符编码问题。
而在处理二进制文件的时候，或者要求更高性能的时候，则推荐使用字节流
IO模型
既然我们上面说了IO是对文件的写入和读取操作，那么和硬件进行交互的时候一定是有一个过程。而程序在这个交互过程中是会进行何种操作，就产生了几种模型。
如图：
阻塞IO模型
最传统的IO模型，就是在读写过程中，整个线程会进入等待，发生阻塞现象。用户线程交出CPU，进入阻塞状态。当数据就绪之后，内核会将数据拷贝到用户线程，并且返回结果给用户线程，用户线程才会接触block状态。最典型的例子就是 data = socket.read(); 如果没有数据就绪，就会一直阻塞在read()方法里面。
非阻塞IO模型
当用户线程发起一个read操作之后，并不需要等待，而是马上得到一个结果，如果是一个error的话，就是还没有数据，于是再次发送read请求。就是不断的发起read请求，知道某一次请求成功。
与阻塞IO的区别就是，用户线程不会交出CPU，会一直在运行。
while(true){
data = socket.read();
if(data!= error){
//处理数据
break;
}
}
这个有个非常严重的缺点就是，在while循环中，需要不间断的去询问内核数据是否就绪，这样会导致CPU占用率很高。所以一般情况下很少使用while循环这种方式来读取数据。
多路复用IO模型（NIO）
多路复用IO是现在运用比较广泛的一种模型，Java的NIO实际上就是多路复用IO。简单点来说，就是会有一个监听线程不断的去轮询多个socket链接的状态，每当有真正读写事件发生的时候，就分配一个工作线程去处理。
也就是说，只需要一个监听线程就可以管理多个socket链接，系统不需要每次都建立或者销毁线程，所以大大减少了CPU的消耗，增加了资源的利用率。我们后面单开一章来详细剖析一下NIO。
信号驱动IO模型
当用户发起一个IO请求操作，会给对应的socket链接注册一个信号函数，然后用户线程会继续执行其他操作。 当内核数据就绪之后，会返回一个信号给用户线程，用户线程接收到这个信号之后，就会再信号函中调用IO来进行实际的读写操作。
通俗来讲，就是先通知一下，等CPU就绪之后告知我，我再去进行读写。
异步IO模型
异步IO模型是最理想的IO模型，在异步IO中，当用户发起read操作之后，立刻就可以开始去做其他事情。 而内核方面，接到了异步read请求（asynchronous read）之后，会立刻返回一个调用请求成功的结果，因此用户线程不会有任何阻塞。然后内核线程等待数据准备完成之后，直接将数据拷贝到用户线程中。这一切完成之后，再发送一个信号给用户线程，告诉他read已经完成。也就是说，用户线程完全不需要管read实际的IO操作如何进行，只需要发起一个请求，再接收到成功信号的时候，整个IO过程已经完成，可以直接在用户线程中使用数据。
听起来与信号驱动有点像，但区别就是信号驱动还是要用户线程再次发起readIO操作，而异步IO完全不需要用户线程调用。内核准备、数据拷贝，这两个阶段都是由内核来完成的，然后告知用户线程就可以了
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