# JavaIO
# ★★★★★ BIO、NIO、AIO的区别
为了保证操作系统的稳定性和安全性，一个进程的地址空间划分为 用户空间(User space) 和 内核空间(Kernel space) 。像我们平常运行的应用程序都是运行在用户空间，只有内核空间才能进行系统态级别的资源有关的操作，比如文件管理、进程通信、内存管理等等。也就是说，我们想要进行 IO 操作，一定是要依赖内核空间的能力。用户空间的程序不能直接访问内核空间。当想要执行 IO 操作时，由于没有执行这些操作的权限，只能发起系统调用请求操作系统帮忙完成。从应用程序的视角来看的话，我们的应用程序对操作系统的内核发起 IO 调用(系统调用)，操作系统负责的内核执行具体的 IO 操作。也就是说，我们的应用程序实际上只是发起了 IO 操作的调用而已，具体 IO 的执行是由操作系统的内核来完成的。当应用程序发起 I/O 调用后，会经历两个步骤:
- 内核等待 I/O 设备准备好数据。
- 内核将数据从内核空间拷贝到用户空间。
BIO(Blocking IO): 同步并阻塞IO(传统型IO)，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销。
NIO(Non Blocking IO, 或者New IO): 同步非阻塞，服务器实现模式为一个线程处理多个请求(连接)，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求就进行处理。
NIO支持面向缓冲区的、基于通道的IO操作。NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。NIO可以理解为非阻塞IO,传统的IO的read和write只能阻塞执行，线程在读写IO期间不能干其他事情，比如调用socket.read()时，如果服务器一直没有数据传输过来，线程就一直阻塞，而NIO中可以配置socket为非阻塞模式。NIO有三大核心部分：Channel(通道)、Buffer(缓冲区)、Selector(选择器)。Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求或者读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取，而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。非阻塞写也是如此，一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。NIO是可以做到用一个线程来处理多个操作的。假设有1000个请求过来，根据实际情况，可以分配20或者80个线程来处理。不像之前的阻塞IO那样，非得分配1000个。
- BIO以流的方式处理数据，而NIO以块的方式处理数据，块I/O的效率比流I/O高很多。
- BIO是阻塞的，NIO则是非阻塞的。
- BIO基于字节流和字符流进行操作，而NIO基于Channel(通道)和Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择器)用于监听多个通道的事件(比如：连接请求，数据到达等)，因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道。
缓冲区本质上是一块可以写入数据，然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象，并提供了一组方法，用来方便的访问该块内存。相比较直接对数组的操作，Buffer API更加容易操作和管理。
Java NIO的通道类似流，但又有些不同：既可以从通道中读取数据，又可以写数据到通道。但流的(input或output)读写通常是单向的。通道可以非阻塞读取和写入通道，通道可以支持读取或写入缓冲区，也支持异步地读写。
Selector是一个Java NIO组件，可以能够检查一个或多个NIO通道，并确定哪些通道已经准备好进行读取或写入。这样，一个单独的线程可以管理多个channel，从而管理多个网络连接，提高效率
- 每个channel都会对应一个Buffer
- 一个线程对应Selector，一个Selector对应多个channel
- 程序切换到哪个channel是由事件决定的
- Selector会根据不同的事件，在各个通道上切换
- Buffer就是一个内存块，底层是一个数组
- 数据的读取写入是通过Buffer完成的，BIO中要么是输入流，或者是输出流，不能双向，但是NIO的Buffer是可以读也可以写
- Java NIO系统的核心在于：Channel(通道)和Buffer(缓冲区)。通道表示打开到IO设备(例如：文件、套接字)的连接。若需要使用NIO系统，需要获取用于连接IO设备的通道以及用于容纳数据的缓冲区。然后操作缓冲区，对数据进行处理。简而言之，Channel负责传输，Buffer负责存取数据
AIO(Asynchronous IO): 异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理，一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用。
与NIO不同，当进行读写操作时，只须直接调用API的read或write方法即可，这两种方法均为异步的，对于读操作而言，当有流可读取时，操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区，对于写操作而言，当操作系统将write方法传递的流写入完毕时，操作系统主动通知应用程序，即可以理解为，read/write方法都是异步的，完成后会主动调用回调函数。在JDK1.7中，这部分内容被称作NIO 2.0。
# Java中字节流和字符流的区别与联系。
字节流按8位传输，以字节为单位输入输出数据；字符流按16位传输，以字符为单位输入输出数据。
字节流读取的时候，读到一个字节就返回一个字节； 字符流使用了字节流读到一个或多个字节(中文对应的字节数是两个，在UTF-8码表中是3个字节)时，先去查指定的编码表，将查到的字符返回。 字节流可以处理所有类型数据，如：MP3、AVI视频文件、图片，而字符流只能处理字符数据。只要是处理纯文本数据，就要优先考虑使用字符流，除此之外都用字节流。