Java基础 - IO/NIO

3. IO/NIO

3.1 传统IO（BIO）

3.1.1 字节流

InputStream/OutputStream：

• FileInputStream/FileOutputStream：文件流
• BufferedInputStream/BufferedOutputStream：缓冲流
• DataInputStream/DataOutputStream：数据流
• ObjectInputStream/ObjectOutputStream：对象流

3.1.2 字符流

Reader/Writer：

• FileReader/FileWriter：文件流
• BufferedReader/BufferedWriter：缓冲流
• InputStreamReader/OutputStreamWriter：转换流

面试重点：

• 字节流 vs 字符流
• 什么时候用字节流？什么时候用字符流？
• 缓冲流的作用

// 字节流读取文件
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt");
     BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis)) {
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {
        // 处理数据
    }
}

// 字符流读取文件
try (FileReader fr = new FileReader("file.txt");
     BufferedReader br = new BufferedReader(fr)) {
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
        // 处理数据
    }
}

3.2 NIO（New IO）

核心组件：

• Channel：通道
• Buffer：缓冲区
• Selector：选择器

特点：

• 非阻塞IO
• 面向缓冲区
• 支持选择器（多路复用）

面试重点：

• NIO vs BIO的区别
• NIO的三大核心组件
• 零拷贝（Zero Copy）

// NIO读取文件
try (FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get("file.txt"), 
                                            StandardOpenOption.READ)) {
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    while (channel.read(buffer) != -1) {
        buffer.flip();  // 切换为读模式
        // 处理数据
        buffer.clear();  // 清空缓冲区
    }
}

Buffer的四个属性：

• capacity：容量
• limit：限制
• position：位置
• mark：标记

3.3 AIO（Asynchronous IO）

特点：

• 异步非阻塞IO
• 基于事件和回调机制

面试重点：

• AIO vs NIO的区别
• 使用场景

// AIO读取文件
AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(
    Paths.get("file.txt"), StandardOpenOption.READ);

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
channel.read(buffer, 0, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() {
    @Override
    public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {
        // 读取完成
    }
    
    @Override
    public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {
        // 读取失败
    }
});

3.4 文件操作

常用操作：

• 文件读写
• 文件复制
• 目录遍历
• 文件监控

面试重点：

• Files类的使用
• Path和Paths的使用
• 文件操作的最佳实践

// 使用Files类操作文件
// 读取文件
List<String> lines = Files.readAllLines(Paths.get("file.txt"));

// 写入文件
Files.write(Paths.get("file.txt"), "content".getBytes());

// 复制文件
Files.copy(source, target, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

// 删除文件
Files.delete(Paths.get("file.txt"));