1.IO简介

2.IO分类

2.1.流分类

按照流的流向分，可以分为输入流和输出流

按照操作单元划分，可以划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 lO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，而且彼此之间存在紧密的联系，Java lO流的40多个类都是从如下4个抽象类基类中派生出来的

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，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

2.2.字节流和字符流

字节流以字节为单位输入输出数据，字节流按照8位传输

字符流以字符为单位输入输出数据，字符流按照16位传输

不管是文件读写还是网络发送接收，信息的最小存储单元都是字节，那为什么IO流操作要分为字节流操作和字符流操作呢?

字符流是由Java虚拟机将字节转换得到的，问题就出在这个过程还算是非常耗时，并且如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。所以IO流就干脆提供了一个直接操作字符的接口，方便我们平时对字符进行流操作。如果音频文件、图片等媒体文件用字节流比较好，如果涉及到字符的话使用字符流比较好

2.3.IO模型分类

UNIX系统下，IO模型一共有3种：同步阻塞I/O、同步非阻塞I/O、异步I/O

在java模式下，分为BIO，NIO，AIO

2.3.1.BIO(Blocking l/O)

BIO属于同步阻塞IО模型

2.3.2.NIO(Non-blocking/New I/O)

NIO是一种同步非阻塞的IO模型，对应java.nio包，提供了Channel，Selector，Buffer等抽象，NIO中的N可以理解为Non-blocking，它支持面向缓冲的，基于通道的IO操作方法，对于高负载、高并发的网络应用，应使用NIO的非阻塞模式来开发，NIO分为直接缓冲区和非直接缓冲区

非直接缓冲区通过拷贝

读取：当Java应用程序读取文件时，磁盘文件数据先读取到内核地址空间对应的物理内存缓冲区，再拷贝到用户地址空间对应的物理内存缓冲区，然后才能被应用程序读取

写入：也是一样的

优点是安全，缺点是速度慢，因为需要多一次拷贝

直接缓冲区是通过物理内存映射文件直接传递

在内核地址空间的物理内存划分了一块缓冲区，操作系统直接把数据读到这个缓冲区，然后jvm也可以直接读写这个区域，这部分不属于jvm内存，属于操作系统内存

特点：①可以减少了一次数据拷贝，但是用户态与内核态的切换次数没有减少

②不安全，因为我们只是把数据写入了物理内存，具体什么时候写入磁盘文件不是由java程序控制的

③直接内存不受jvm垃圾回收的影响，java中的DirectByteBuf对象仅维护了此内存的虚引用，内存回收分成两步：DirectByteBuf对象被垃圾回收，将虚引用加入引用队列；通过专门线程访问引用队列，根据虚引用释放堆外内存

2.3.3.AIO(Asynchronous I/O)

AIO也就是NIO2，它是异步非阻塞的IO模型

2.4.IO设计模式

https://javaguide.cn/java/io/io-design-patterns.html#%E8%A7%82%E5%AF%9F%E8%80%85%E6%A8%A1%E5%BC%8F