文章目录
- IO与流的概念：
- java.io包
- java.io包下流的分类
- 按流向分：
- 按数据传输单位分：
- 按功能分：
- java.io常用类
- Java中IO与NIO
- Java IO与NIO之间的主要差别
- JavaIO流的用处
IO与流的概念：
IO：I/O是Input/Output的缩写， I/O技术是非常实用的技术， 用于处理设备之间的数据传输。
流：流是用来读写数据的。当程序需要读取数据的时候，就会开启一个通向数据源的流，这个数据源可以是文件，内存，或是网络连接。类似的，当程序需要写入数据的时候，就会开启一个通向目的地的流。这时候你就可以想象数据好像在这其中“流”动一样。从流中取得数据的操作称为提取操作（输出），而向流中添加数据的操作称为插入操作（输入）。
java.io包
Java把不同来源和目标的数据都统一抽象为数据流。
JavaIO原理：Java中IO是以数据流为基础进行输入输出的，所有数据被串行化写入输出流，或者从输入流读入。
在Java类库中，IO操作包括：输入输出流，文件的操作，网络传输数据流，字符串流，对象流，zip文件流。
Java的IO包作用的描述： 通过数据流，序列号和文件系统提供系统输入和输出。
从功能上区分在Java类库中包含三个部分：
- 流式部分――IO的主体部分，如：InputStream、OutputStream、Writer、Reader等；
- 非流式部分――主要包含一些辅助流式部分的类，如：File类、RandomAccessFile类和FileDescriptor等类；
java.io.File类是文件和目录路径名的抽象表示，并且java.io.File类的实例可以表示文件系统的对象，例如文件或目录。所以JDK将java.io.File类放到了java.io包下。 - 其他类――文件读取部分的与安全相关的类，如：SerializablePermission类，以及与本地操作系统相关的文件系统的类，如：FileSystem类和Win32FileSystem类和WinNTFileSystem类。
java.io包下流的分类
按流向分：
输入流： 程序可以从中读取数据的流。特点：能够向输入流中添加数据
输出流： 程序能向其中写入数据的流。特点：能够从输出流中取得数据
以InputStream、OutputStream作为抽象基类。输入流和输出流都是站在程序的角度上来说。
描述 | 字节流(抽象基类) | 字符流(抽象基类) |
输入流 | InputStream | Reader |
输出流 | OutputStream | Writer |
按数据传输单位分：
字节流： 以字节为单位传输数据的流
字符流： 以字符为单位传输数据的流
以Writer、Reader作为抽象基类。
字节流和字符流选择
- 字节流： 字节流读取的时候，读到一个字节就返回一个字节； 主要用于读取图片，MP3，AVI视频文件。
- 字符流： 字符流使用了字节流读到一个或多个字节，如读取中文时，就会一次读取2个字节。只要是处理纯文本数据，就要优先考虑使用字符流。
描述 | 字节流(抽象基类) | 字符流(抽象基类) |
输入流 | InputStream | Reader |
输出流 | OutputStream | Writer |
按功能分：
字节流： 用于直接操作目标设备的流
过滤流： 是对一个已存在的流的链接和封装，通过对数据进行处理为程序提供功能强大、灵活的读写功能。
抽象基类 | 节点流（文件流） | 缓冲流（处理流的一种） |
InputStream | FileInputStream | BufferedInputStream |
OutputStream | FileOutputStream | BufferedOutputStream |
Reader | FileReader | BufferedReader |
Writer | FileWriter | BufferedWriter |
java.io常用类
JDK所提供的所有流类位于java.io包中，都分别继承自以下四种抽象流类。
InputStream： 继承自InputStream的流都是用于向程序中输入数据的，且数据单位都是字节（8位）。
OutputStream： 继承自OutputStream的流都是程序用于向外输出数据的，且数据单位都是字节（8位）。
Reader： 继承自Reader的流都是用于向程序中输入数据的，且数据单位都是字符（16位）。
Writer： 继承自Writer的流都是程序用于向外输出数据的，且数据单位都是字符（16位）。
File： 是文件和目录路径名的抽象表示，主要用于文件和目录的创建、查找和删除等操作。专门对文件进行操作的类，只能对文件本身进行操作，不能对文件内容进行操作。
Java输入输出流体系中常用流分类图：
Java中IO与NIO
Java.io是大多数面向数据流的输入/输出类的主要软件包。
此外，Java也对块传输提供支持，在核心库 java.nio中采用的便是块IO。
Java IO与NIO之间的主要差别
- 面向流与面向缓冲：Java IO面向流，Java NIO面向缓冲。
分析：
Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节，直至读取所有字节，它们没有被缓存在任何地方。此外，它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据，需要先将它缓存到一个缓冲区。
Java NIO将数据先读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是，还需要检查是否该缓冲区中包含所有需要处理的数据。而且，需确保当更多的数据读入缓冲区时，不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。
- 阻塞与非阻塞IO：Java IO的各种流是阻塞的，Java NIO的非阻塞模式。
分析：
Java IO的各种流是阻塞的。这意味着，当一个线程调用read() 或 write()时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。
Java NIO的非阻塞模式，如果通道没有东西可读，或不可写，读写函数马上返回，而不会阻塞，这个线程可以去做别的事情。线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程可以管理多个输入和输出通道（channel），即IO多路复用的原理。
- 选择器（Selectors）
分析：
Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道，你可以注册多个通道使用一个选择器，然后使用一个单独的线程来“选择”通道：这些通道里已经有可以处理的输入，或者选择已准备写入的通道。这种选择机制，使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。
JavaIO流的用处
1. 磁盘IO
磁盘IO主要是指对文件的操作以及文件内容的操作。
2. 网络IO
网络编程的基本模型是C/S模型，即两个进程间的通信。
服务端提供IP和监听端口，客户端通过连接操作向服务端监听的地址发起连接请求，通过三次握手连接，如果连接成功建立，双方就可以通过套接字进行通信。 通信的方式就是指网络IO。
JDK1.7之后有网络编程模型：
- BIO
- NIO
- AIO
BIO(传统的同步阻塞模型)开发中，ServerSocket负责绑定IP地址，启动监听端口；Socket负责发起连接操作。连接成功后，双方通过输入和输出流（网络IO）进行同步阻塞式通信。
NIO提供了与传统BIO模型中的Socket和ServerSocket相对应的SocketChannel和ServerSocketChannel两种不同的套接字通道实现。
AIO(NIO 2.0)引入了新的异步通道的概念，并提供了异步文件通道和异步套接字通道的实现。异步的套接字通道时真正的异步非阻塞I/O，对应于UNIX网络编程中的事件驱动I/O（AIO）。AIO不需要过多的Selector对注册的通道进行轮询即可实现异步读写，从而简化了NIO的编程模型。
