26. Java IO与 NIO的区别

Java中的IO（Input/Output）和NIO（New Input/Output）是两种不同的处理输入输出流的方式，它们在设计、使用场景和性能上有显著的差异。以下是Java IO与NIO的主要区别：

1. 基本概念

• IO（传统IO）：指的是Java中传统的输入输出流，通过java.io包提供的流类（如FileInputStream, FileOutputStream, BufferedReader, PrintWriter等）进行数据的读取和写入。
• NIO（新IO）：是Java 1.4引入的一种全新的I/O API，主要通过java.nio包中的类来处理数据。NIO引入了缓冲区（Buffer）、通道（Channel）、选择器（Selector）等概念，提供了更高效、灵活的I/O操作方式，尤其在处理大数据量和并发时更具优势。

2. 同步与异步

• IO：传统IO是同步的，每个IO操作会阻塞当前线程，直到数据被读取或写入完成。
• NIO：NIO支持同步和异步两种模式。通过Selector可以实现非阻塞I/O操作，允许多个通道共享一个线程进行I/O操作，从而提高并发性能。

3. 阻塞与非阻塞

• IO：传统的IO操作是阻塞的。每次读取或写入时，当前线程会被阻塞，直到操作完成。
• NIO：NIO允许使用非阻塞模式进行I/O操作。使用Channel和Buffer时，可以选择非阻塞模式，线程可以在没有数据可读时继续执行其他任务，避免不必要的等待。

4. 数据的处理方式

• IO：传统IO是基于流的，数据按字节流或字符流的方式进行处理，每次读取和写入时都需要与系统进行交互。
• NIO：NIO基于缓冲区（Buffer）进行数据操作。数据读取和写入先存入缓冲区，再从缓冲区进行操作，效率较高。通过ByteBuffer、CharBuffer等类，可以将数据读取到内存中，然后一次性处理大量数据。

5. 性能

• IO：传统IO相对较慢，因为每个IO操作都要进行系统调用，阻塞线程。
• NIO：由于NIO支持非阻塞I/O和直接内存访问，它可以在高并发的环境下提供更好的性能，尤其是对于大规模数据传输或网络通信（如Web服务器或数据库服务器）具有明显的优势。

6. 多路复用（Selector）

• IO：传统IO无法直接处理多路复用，通常需要为每个I/O操作创建独立的线程，效率较低。
• NIO：NIO引入了Selector，允许一个线程同时监控多个通道。当多个通道准备好进行读写操作时，Selector可以通知线程进行处理，减少线程的开销，提高并发能力。

7. 应用场景

• IO：适合简单的I/O操作，比如读取小文件、进行简单的网络通信等，线程数较少或并发要求不高的场景。
• NIO：适用于需要处理大量并发连接或大量数据的场景，尤其在高性能服务器（如Web服务器、数据库连接池等）中表现更佳。

8. API设计

• IO：传统IO的API较为简单，操作上直接通过流（Stream）进行。
• NIO：NIO的API较为复杂，涉及的概念有Buffer、Channel、Selector等，需要开发者理解更多的底层实现原理，但同时提供了更大的灵活性和更高的性能。

9. 文件操作

• IO：传统IO的文件操作主要是基于流的读取与写入，支持文件的字节流和字符流两种方式。
• NIO：NIO提供了Path和Files类，支持文件的操作（如读取、写入、复制、移动等）。NIO的文件操作更为高效，特别是在处理大文件时。

10. 代码示例
IO的文件读取示例：

点击查看代码

import java.io.*;

public class IOExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("file.txt");
        int data;
        while ((data = fileInputStream.read()) != -1) {
            System.out.print((char) data);
        }
        fileInputStream.close();
    }
}

NIO的文件读取示例：

点击查看代码

import java.nio.file.*;
import java.io.IOException;

public class NIOExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path path = Paths.get("file.txt");
        byte[] bytes = Files.readAllBytes(path);
        System.out.println(new String(bytes));
    }
}

总结

• IO：简单，适合小规模I/O操作，但性能较差，不支持非阻塞。
• NIO：更复杂，但性能更高，适用于大规模、高并发的I/O操作，支持非阻塞I/O和多路复用。