java IO概要

详细地址：https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-javaio/

1、概念
输入输出是相对于内存设备而言的。
输入流：把能够读取一个字节序列的对象称为输入流；
输出流：把能够写一个字节序列的对象称为输出流
输入流和输出流中间连接着内存，输入流和输出流将读写分离开来进行操作,先从外设读入内存，然后再写出内存转移到其他外设

2、分类
基于字节操作的 I/O 接口：InputStream 和 OutputStream
基于字符操作的 I/O 接口：Writer 和 Reader
基于磁盘操作的 I/O 接口：File
基于网络操作的 I/O 接口：Socket

3、字节流
用字节流处理字符数据可能会有编码问题，因为字节流是以字节为单位，没有编码，而字符流是以字符为单位传送数据，字符流即以字节流+编码

两个顶层父类 （抽象类）及实现类：
InputStream（读入内存） ：所有字节输入流相关类的父类
OutputStream(写出内存)：所有和输出字节流相关类的父类

4、字符流
两个顶层父抽象类及其实现类
Reader：for reading character streams
Writer:for writing to character streams （字符流的写操作基本上后面都需要进行flush()操作）
1、输入输出是相对于内存设备而言的。
输入流：把能够读取一个字节序列的对象称为输入流；
输出流：把能够写一个字节序列的对象称为输出流
输入流和输出流中间连接着内存，输入流和输出流将读写分离开来进行操作,先从外设读入内存，然后再写出内存转移到其他外设

5、字节流和字符流的转化
InputStreamReader 类是字节到字符的转化桥梁，InputStream 到 Reader 的过程要指定编码字符集，否则将采用操作系统默认字符集，很可能会出现乱码问题。
StreamDecoder 正是完成字节到字符的解码的实现类。

6、磁盘IO
将数据持久化到物理磁盘，下面将介绍如何将数据持久化到物理磁盘的过程。

当传入一个文件路径，将会根据这个路径创建一个 File 对象来标识这个文件，然后将会根据这个 File 对象创建真正读取文件的操作对象，这时将会真正创建一个关联真实存在的磁盘文件的文件描述符 FileDescriptor，通过这个对象可以直接控制这个磁盘文件。由于我们需要读取的是字符格式，所以需要 StreamDecoder 类将 byte 解码为 char 格式，至于如何从磁盘驱动器上读取一段数据，由操作系统帮我们完成。

7、Socket
主机 A 的应用程序要能和主机 B 的应用程序通信，必须通过 Socket 建立连接，而建立 Socket 连接必须需要底层 TCP/IP 协议来建立 TCP 连接。建立 TCP 连接需要底层 IP 协议来寻址网络中的主机。我们知道网络层使用的 IP 协议可以帮助我们根据 IP 地址来找到目标主机，但是一台主机上可能运行着多个应用程序，如何才能与指定的应用程序通信就要通过 TCP 或 UPD 的地址也就是端口号来指定。这样就可以通过一个 Socket 实例唯一代表一个主机上的一个应用程序的通信链路了。

8、NIO 的工作方式（非阻塞式IO）
9、IO调优
①磁盘 I/O 优化
提升磁盘 I/O 性能通常的方法有：

1. 增加缓存，减少磁盘访问次数
2. 优化磁盘的管理系统，设计最优的磁盘访问策略，以及磁盘的寻址策略，这里是在底层操作系统层面考虑的。
3. 设计合理的磁盘存储数据块，以及访问这些数据块的策略，这里是在应用层面考虑的。如我们可以给存放的数据设计索引，通过寻址索引来加快和减少磁盘的访问，还有可以采用异步和非阻塞的方式加快磁盘的访问效率。
4. 应用合理的 RAID 策略提升磁盘 IO，RAID数据被平均写到多个磁盘阵列中，写数据和读数据都是并行的。

②网络 I/O 优化

1. 一个是减少网络交互的次数
2. 减少网络传输数据量的大小：减少网络数据量的办法通常是将数据压缩后再传输
3. 尽量减少编码：通常在网络 I/O 中数据传输都是以字节形式的，也就是通常要序列化。但是我们发送要传输的数据都是字符形式的，尽量提前将字符转化为字节，或者减少字符到字节的转化过程。
4. 根据应用场景设计合适的交互方式：所谓的交互场景主要包括同步与异步阻塞与非阻塞方式

同步：
所谓同步就是一个任务的完成需要依赖另外一个任务时，只有等待被依赖的任务完成后，依赖的任务才能算完成，这是一种可靠的任务序列。要么成功都成功，失败都失败，两个任务的状态可以保持一致。

异步：
不需要等待被依赖的任务完成，只是通知被依赖的任务要完成什么工作，依赖的任务也立即执行，只要自己完成了整个任务就算完成了。至于被依赖的任务最终是否真正完成，依赖它的任务无法确定，所以它是不可靠的任务序列。我们可以用打电话和发短信来很好的比喻同步与异步操作。

同步能够保证程序的可靠性，而异步可以提升程序的性能。

阻塞与非阻塞：主要是从 CPU 的消耗上来说的。
阻塞：CPU 停下来等待一个慢的操作完成 CPU 才接着完成其它的事。
非阻塞：在这个慢的操作在执行时 CPU 去干其它别的事，等这个慢的操作完成时，CPU 再接着完成后续的操作，但线程切换次数增加。

面试题：简述一下将文件中的数据输入到另一个文件中的步骤
1.首先创建File对象，并且和需要操作的文件相关联，这时候需要对文件进行判断是否存在，不存在则会报错

2.既然是读取文件并且写到文件，属于纯文本，可以选择FileReader和FileWriter进行读写操作,如果出现乱码可以使用其父类指定编码方式

3.创建FileReader对象用于读取文件中的数据，这里可以使用缓冲流进行处理，提高效率，创建一个BufferedReader对象

BufferedReader buffr = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileReader(file)));

4.创建FileWriter，同上使用缓存

public class Demo6 {      public static void main(String[] args){          File origin = new File("d:/helloWorld.txt");          File destination = new File("d:/helloWorld6.txt");          InputStreamReader in = null;          OutputStreamWriter out = null;          BufferedReader reader = null;          BufferedWriter writer = null;          if (!origin.exists()){              try {                  origin.createNewFile();              } catch (IOException e) {                  e.printStackTrace();              }          }          try {              reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(origin),"ISO-8859-1"));  //            reader = new BufferedReader(new FileReader(origin));              writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(destination),"ISO-8859-1"));              String line = null;              while ((line = reader.readLine())!=null){                  writer.write(line);                  writer.newLine();              }              writer.flush();          } catch (IOException e) {              e.printStackTrace();          } finally {              if (in!=null){                  try {                      in.close();                  } catch (IOException e) {                      e.printStackTrace();                  }              }              if (out!=null){                  try {                      out.close();                  } catch (IOException e) {                      e.printStackTrace();                  }              }              if (reader!= null){                  try {                      reader.close();                  } catch (IOException e) {                      e.printStackTrace();                  }              }              if (writer!=null){                  try {                      writer.close();                  } catch (IOException e) {                      e.printStackTrace();                  }              }          }      }  }