JavaIO流

什么是IO？

IO：指的是输入（input）和输出（output）。

什么是流？

流：指的是一连串的数据（字节或字符），以先进先出的方式发送信息的通道。

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时，就会开启一个通向目的地的流。

IO流的分类

　　1.按数据流的方向：输入流和输出流（inputStream和outputStream）

　　　输入和输出是相对于应用程序而言的，比如文件读写，读取文件是输入流，写文件是输出流，不要搞反了

　　2.按处理数据单位：字节流（inputStream和outputStream）和字符流（write和read）

　　　字节流和字符流的用法几乎完全一样，区别1.在于字节流和字符流所操作的数据单元不同，字节流操作的单元是

　　　8位的字节，而字符流操作的是数据单元是为16位的字符。2.字符流一般用于处理纯文本类型的文件，如TXT文件等，

　　　不能用来处理图像视频等非文本文件。即字节流可以处理一切文件，而字符流只能处理纯文本文件。3.字节流本身没有缓冲区

　　　缓冲字节流相对于字节流，效率提升非常高。而字符流本身就带有缓冲区，缓冲字符流相对于字符流效率提升不是很大。

　　3.按功能：节点流和处理流

　　　节点流：直接操作数据读写的流类，比如FileInputStream

　　　处理流：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强大、灵活的读写功能，比如，BufferInputStream（即缓冲字节流）

　　　处理流和节点流应用了Java的装饰者模式。

缓冲流，也是处理流的一种，能够减少程序与磁盘之间的交互，是提升程序效率的一种有效手段。

思路：缓冲流在内存中设置一个缓冲区，缓冲区先存储足够的待操作数据后，再与内存或磁盘进行交互。

　　　这样的话，在总数据量不变的情况下，通过提高每次交互的数据量，减少了交互次数。

注意：缓冲流效率一定高吗？在某些情形下，缓冲流效率反而更低。

 

FIle类是用来操作文件的类，但他不能操作文件中的数据，他实现了Serializable、Comparable<File>，说明他是支持序列化和排序的。

字节流：InputStream和OutputStream是两个抽象类，是字节流的基类，所有的具体字节流实现类都是继承了这两个类。

字符流：Writer和Reader是两个抽象类，其它的字符流实现类都是继承了这两个类。

 

Java序列化（Serialization）和反序列化（DeSerialization）

序列化：把对象转化为字节序列的过程称为对象的序列化。

为什么要序列化：我们需要把数据保存到磁盘即持久化。

反序列化：把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化

ObjectOutputStream表示对象输出流，它的writeObject()方法从可以对参数指定的object对象进行序列化，把得到的字节序列写到一个目标输出流中。

ObjectInputStream()方法从源输入流中读取字节序列，再把它们反序列化为一个对象，并将其返回。

注意：1.序列化时，只对对象的状态进行 保存，而不管对象的方法。

　　　2.当一个父类实现序列化,子类自动实现序列化，不需要显示实现Serialization接口

　　　3.当一个对象的实例变量引用其它对象，序列化该对象时，也把引用对象进行序列化

　　　4.并非所有的对象都可以序列化，比如：声明为static（代表类的状态）和transient（代表对象的临时数据）类型的数据不能被序列化。

 

 

BIO（blocking IO）：即同步阻塞，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使时务器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）:即同步非阻塞，服务器

NIO三大核心部分：Channel（通道），Buffer（缓冲区），Selector（选择器）

NIO是面向缓冲区的，或者面向块编程的。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区内前后，这就增加了处理过程中的灵活性，使用它可以提供非阻塞的高伸缩性网络。

Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送或者读取数据，但它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有可用的数据时，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读取之前，该线程可以继续做其他的事情。非阻塞就是如此，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。

 

BIO和NIO的区别

1.BIO以流的方式处理数据，NIO以块的方式处理数据，块的效率比流的效率高很多。

2.BIO是阻塞的，NIO是非阻塞的。

3.BIO基于字节流和字符流进行操作的，而NIO基于Channel和Buffer进行操作的，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用于监听多个通道事件，因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道。

 

 

IO多路复用

先了解最基本的Socket模型

想要客户端和服务器能在网络中同信，那必须得使Socket编程，它是进程间通信里比较特别的方式---->他可以跨主机间通信。

Socket的中文名叫作插口，客户端和服务器在进行网络通信前，各自得创建一个Socket，这相当于客户端和服务器打开了一个

“口子”。就像手机充电一样，得用一根数据线，一头插在手机充电口，一头插在插座上，然后进行充电。

 

 

如果每次都为客户端分配一个进程/线程来处理请求，那就意味着一万个请求是不是要分配一万个进程/线程？？？

所以有没有一种可能，我们只使用一个进程来维护多个Socket？？？当然是有的，————IO多路复用技术。

一个进程虽然任意时刻只能处理一个请求，但是处理每个请求，但是每个请求的事件时，耗时可以控制在1毫秒以内，这样

1秒内就可以处理上千个请求，把时间拉长来看，多个请求复用了一个线程，这就是多路复用，类似于一个CPU并发处理多个线程，所以也叫时分多路复用。