目錄介紹

• 4.0.0.1 說一下Java IO里面的常見類，字節(jié)流，字符流、接口、實(shí)現(xiàn)類、方法阻塞？
• 4.0.0.2 什么是比特(Bit),什么是字節(jié)(Byte),什么是字符(Char),它們長度是多少,各有什么區(qū)別？
• 4.0.0.3 字符流和字節(jié)流有什么區(qū)別？如何選擇字節(jié)流或者字符流？什么是緩沖區(qū)，有什么作用？
• 4.0.0.4 IO流中用到哪些模式？談一談IO流中用到的適配器模式和裝飾者模式的作用優(yōu)勢？
• 4.0.0.5 說一下對NIO的理解？NIO和IO的主要區(qū)別？NIO和IO如何影響應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)?
• 4.0.1.1 對字節(jié)流進(jìn)行大量的從硬盤讀取,要用那個(gè)流,為什么？

好消息

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4.0.0.1 說一下Java IO里面的常見類，字節(jié)流，字符流、接口、實(shí)現(xiàn)類、方法阻塞？

• 輸出流和輸入流
  • 輸入流就是從外部文件輸入到內(nèi)存，輸出流主要是從內(nèi)存輸出到文件。
• IO里面常見的類
  • IO流中有很多類，IO流主要分為字符流和字節(jié)流。字符流中有抽象類InputStream和OutputStream，它們的子類FileInputStream，F(xiàn)ileOutputStream,BufferedOutputStream等。字符流BufferedReader和Writer等。都實(shí)現(xiàn)了Closeable, Flushable, Appendable這些接口。程序中的輸入輸出都是以流的形式保存的，流中保存的實(shí)際上全都是字節(jié)文件。
• IO流中方法阻塞
  • java中的阻塞式方法是指在程序調(diào)用改方法時(shí)，必須等待輸入數(shù)據(jù)可用或者檢測到輸入結(jié)束或者拋出異常，否則程序會一直停留在該語句上，不會執(zhí)行下面的語句。比如read()和readLine()方法。
  • 技術(shù)博客大總結(jié)

4.0.0.2 什么是比特(Bit),什么是字節(jié)(Byte),什么是字符(Char),它們長度是多少,各有什么區(qū)別？

• 什么是比特(Bit)？
  • Bit最小的二進(jìn)制單位 ，是計(jì)算機(jī)的操作部分 取值0或者1
• 什么是字節(jié)
  • Byte是計(jì)算機(jī)操作數(shù)據(jù)的最小單位由8位bit組成 取值（-128-127）
• 什么是字符
  • Char是用戶的可讀寫的最小單位，在Java里面由16位bit組成 取值（0-65535）
• 各有什么區(qū)別
  • Bit 是最小單位 計(jì)算機(jī) 只能認(rèn)識 0或者1

4.0.0.3 字符流和字節(jié)流有什么區(qū)別？如何選擇字節(jié)流或者字符流？什么是緩沖區(qū)，有什么作用？

• 字符流和字節(jié)流區(qū)別
  • 把二進(jìn)制數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)逐一輸出到某個(gè)設(shè)備中，或者從某個(gè)設(shè)備中逐一讀取一片二進(jìn)制數(shù)據(jù)，不管輸入輸出設(shè)備是什么，我們要用統(tǒng)一的方式來完成這些操作，用一種抽象的方式進(jìn)行描述，這個(gè)抽象描述方式起名為IO流，對應(yīng)的抽象類為OutputStream和InputStream ，不同的實(shí)現(xiàn)類就代表不同的輸入和輸出設(shè)備，它們都是針對字節(jié)進(jìn)行操作的。
  • 在應(yīng)用中，經(jīng)常要完全是字符的一段文本輸出去或讀進(jìn)來，用字節(jié)流可以嗎？計(jì)算機(jī)中的一切最終都是二進(jìn)制的字節(jié)形式存在。對于“中國”這些字符，首先要得到其對應(yīng)的字節(jié)，然后將字節(jié)寫入到輸出流。讀取時(shí)，首先讀到的是字節(jié)，可是我們要把它顯示為字符，我們需要將字節(jié)轉(zhuǎn)換成字符。由于這樣的需求很廣泛，人家專門提供了字符流的包裝類。
  • 底層設(shè)備永遠(yuǎn)只接受字節(jié)數(shù)據(jù)，有時(shí)候要寫字符串到底層設(shè)備，需要將字符串轉(zhuǎn)成字節(jié)再進(jìn)行寫入。字符流是字節(jié)流的包裝，字符流則是直接接受字符串，它內(nèi)部將串轉(zhuǎn)成字節(jié)，再寫入底層設(shè)備，這為我們向IO設(shè)別寫入或讀取字符串提供了一點(diǎn)點(diǎn)方便。
  • 技術(shù)博客大總結(jié)
  • 字符流和字節(jié)流的使用非常相似，但是實(shí)際上字節(jié)流的操作不會經(jīng)過緩沖區(qū)（內(nèi)存）而是直接操作文本本身的，而字符流的操作會先經(jīng)過緩沖區(qū)（內(nèi)存）然后通過緩沖區(qū)再操作文件。
• 如何選擇字節(jié)流或者字符流？
  • 字符流是由Java虛擬機(jī)將字節(jié)轉(zhuǎn)化為2個(gè)字節(jié)的Unicode字符為單位的字符而成的
  • 如果是音頻文件、圖片、歌曲，就用字節(jié)流好點(diǎn)（避免數(shù)據(jù)丟失）
  • 如果是關(guān)系到中文（文本）的，用字符流好點(diǎn)）
• 什么是緩沖區(qū)，有什么作用？
  • 緩沖區(qū)就是一段特殊的內(nèi)存區(qū)域，很多情況下當(dāng)程序需要頻繁地操作一個(gè)資源（如文件或數(shù)據(jù)庫）則性能會很低，所以為了提升性能就可以將一部分?jǐn)?shù)據(jù)暫時(shí)讀寫到緩存區(qū)，以后直接從此區(qū)域中讀寫數(shù)據(jù)即可，這樣就顯著提升了性能。
  • 對于 Java 字符流的操作都是在緩沖區(qū)操作的，所以如果我們想在字符流操作中主動(dòng)將緩沖區(qū)刷新到文件則可以使用 flush() 方法操作。

4.0.0.4 IO流中用到哪些模式？談一談IO流中用到的適配器模式和裝飾者模式的作用優(yōu)勢？

• IO流中用到哪些模式
  • 大概有裝飾者模式和適配器模式！
  • 要知道裝飾者模式和適配器模式的作用；其次，可以自己舉個(gè)例子把它的作用生動(dòng)形象地講出來；最后，簡要說一下要完成這樣的功能需要什么樣的條件。
• 談一談IO流中用到的適配器模式和裝飾者模式的作用優(yōu)勢
  • 裝飾器模式：就是動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對象添加一些額外的職責(zé)（對于原有功能的擴(kuò)展）。

    //把InputStreamReader裝飾成BufferedReader來成為具備緩沖能力的Reader。
    BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);

    • 1.它必須持有一個(gè)被裝飾的對象（作為成員變量）。
    • 2.它必須擁有與被裝飾對象相同的接口（多態(tài)調(diào)用、擴(kuò)展需要）。
    • 3.它可以給被裝飾對象添加額外的功能。
    • 比如，在io流中，F(xiàn)ilterInputStream類就是裝飾角色，它實(shí)現(xiàn)了InputStream類的所有接口，并持有InputStream的對象實(shí)例的引用，BufferedInputStream是具體的裝飾器實(shí)現(xiàn)者，這個(gè)裝飾器類的作用就是使得InputStream讀取的數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中，而提高讀取的性能。
  • 適配器模式：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶期望的另一個(gè)接口，讓原本不兼容的接口可以合作無間。

    //把FileInputStream文件字節(jié)流適配成InputStreamReader字符流來操作文件字符串。
    FileInputStream fileInput = new FileInputStream(file); 
    InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(fileInput);

    • 1.適配器對象實(shí)現(xiàn)原有接口
    • 2.適配器對象組合一個(gè)實(shí)現(xiàn)新接口的對象
    • 3.對適配器原有接口方法的調(diào)用被委托給新接口的實(shí)例的特定方法(重寫舊接口方法來調(diào)用新接口功能。)
    • 比如，在io流中，InputStreamReader類繼承了Reader接口，但要?jiǎng)?chuàng)建它必須在構(gòu)造函數(shù)中傳入一個(gè)InputStream的實(shí)例，InputStreamReader的作用也就是將InputStream適配到Reader。InputStreamReader實(shí)現(xiàn)了Reader接口，并且持有了InputStream的引用。這里，適配器就是InputStreamReader類，而源角色就是InputStream代表的實(shí)例對象，目標(biāo)接口就是Reader類。
    • 適配器模式主要在于將一個(gè)接口轉(zhuǎn)變成另一個(gè)接口，它的目的是通過改變接口來達(dá)到重復(fù)使用的目的；而裝飾器模式不是要改變被裝飾對象的接口，而是保持原有的接口，但是增強(qiáng)原有對象的功能，或改變原有對象的方法而提高性能。
• 用到設(shè)計(jì)模式優(yōu)勢
  • 裝飾者模式就是給一個(gè)對象增加一些新的功能，而且是動(dòng)態(tài)的，要求裝飾對象和被裝飾對象實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口，裝飾對象持有被裝飾對象的實(shí)例（各種字符流間裝飾，各種字節(jié)流間裝飾）。
  • 技術(shù)博客大總結(jié)
  • 適配器模式就是將某個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成我們期望的另一個(gè)接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的類的兼容性問題（字符流與字節(jié)流間互相適配）。

4.0.0.5 說一下對NIO的理解？NIO和IO的主要區(qū)別？NIO和IO如何影響應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)?

• 說一下對NIO的理解？
  • 傳統(tǒng)的IO流是阻塞式的，會一直監(jiān)聽一個(gè)ServerSocket，在調(diào)用read等方法時(shí)，它會一直等到數(shù)據(jù)到來或者緩沖區(qū)已滿時(shí)才返回。調(diào)用accept也是一直阻塞到有客戶端連接才會返回。每個(gè)客戶端連接過來后，服務(wù)端都會啟動(dòng)一個(gè)線程去處理該客戶端的請求。并且多線程處理多個(gè)連接。每個(gè)線程擁有自己的?？臻g并且占用一些CPU時(shí)間。每個(gè)線程遇到外部未準(zhǔn)備好的時(shí)候，都會阻塞掉。阻塞的結(jié)果就是會帶來大量的進(jìn)程上下文切換。
  • 對于NIO，它是非阻塞式，核心類：
    • 1.Buffer為所有的原始類型提供 (Buffer)緩存支持。
    • 2.Charset字符集編碼解碼解決方案
    • 3.Channel一個(gè)新的原始I/O抽象，用于讀寫B(tài)uffer類型，通道可以認(rèn)為是一種連接，可以是到特定設(shè)備，程序或者是網(wǎng)絡(luò)的連接。
• NIO和IO的主要區(qū)別？
  • 主要區(qū)別

    IO  NIO
    面向流     面向緩沖
    阻塞IO    非阻塞IO
    無   選擇器

  • 面向流與面向緩沖
    • Java IO和NIO之間第一個(gè)最大的區(qū)別是，IO是面向流的，NIO是面向緩沖區(qū)的。JavaIO面向流意味著每次從流中讀一個(gè)或多個(gè)字節(jié)，直至讀取所有字節(jié)，它們沒有被緩存在任何地方。此外，它不能前后移動(dòng)流中的數(shù)據(jù)。如果需要前后移動(dòng)從流中讀取的數(shù)據(jù)，需要先將它緩存到一個(gè)緩沖區(qū)。JavaNIO的緩沖導(dǎo)向方法略有不同。數(shù)據(jù)讀取到一個(gè)它稍后處理的緩沖區(qū)，需要時(shí)可在緩沖區(qū)中前后移動(dòng)。這就增加了處理過程中的靈活性。但是，還需要檢查是否該緩沖區(qū)中包含所有您需要處理的數(shù)據(jù)。而且，需確保當(dāng)更多的數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)時(shí)，不要覆蓋緩沖區(qū)里尚未處理的數(shù)據(jù)。
  • 阻塞與非阻塞IO
    • Java IO的各種流是阻塞的。這意味著，當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用read()或write()時(shí)，該線程被阻塞，直到有一些數(shù)據(jù)被讀取，或數(shù)據(jù)完全寫入。該線程在此期間不能再干任何事情了。JavaNIO的非阻塞模式，使一個(gè)線程從某通道發(fā)送請求讀取數(shù)據(jù)，但是它僅能得到目前可用的數(shù)據(jù)，如果目前沒有數(shù)據(jù)可用時(shí)，就什么都不會獲取，而不是保持線程阻塞，所以直至數(shù)據(jù)變的可以讀取之前，該線程可以繼續(xù)做其他的事情。非阻塞寫也是如此。一個(gè)線程請求寫入一些數(shù)據(jù)到某通道，但不需要等待它完全寫入，這個(gè)線程同時(shí)可以去做別的事情。線程通常將非阻塞IO的空閑時(shí)間用于在其它通道上執(zhí)行IO操作，所以一個(gè)單獨(dú)的線程現(xiàn)在可以管理多個(gè)輸入和輸出通道（channel）。
  • 選擇器
    • Java NIO的選擇器允許一個(gè)單獨(dú)的線程來監(jiān)視多個(gè)輸入通道，你可以注冊多個(gè)通道使用一個(gè)選擇器，然后使用一個(gè)單獨(dú)的線程來“選擇”通道：這些通道里已經(jīng)有可以處理的輸入，或者選擇已準(zhǔn)備寫入的通道。這種選擇機(jī)制，使得一個(gè)單獨(dú)的線程很容易來管理多個(gè)通道。
• NIO和IO如何影響應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)?
  • 無論您選擇IO或NIO工具箱，可能會影響您應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的以下幾個(gè)方面：技術(shù)博客大總結(jié)
    • 1.對NIO或IO類的API調(diào)用。
    • 2.數(shù)據(jù)處理。
    • 3.用來處理數(shù)據(jù)的線程數(shù)。
  • API調(diào)用
    • 當(dāng)然，使用NIO的API調(diào)用時(shí)看起來與使用IO時(shí)有所不同，但這并不意外，因?yàn)椴⒉皇莾H從一個(gè)InputStream逐字節(jié)讀取，而是數(shù)據(jù)必須先讀入緩沖區(qū)再處理。
  • 數(shù)據(jù)處理
    • 使用純粹的NIO設(shè)計(jì)相較IO設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理也受到影響。在IO設(shè)計(jì)中，我們從InputStream或 Reader逐字節(jié)讀取數(shù)據(jù)。
    • 請注意處理狀態(tài)由程序執(zhí)行多久決定。換句話說，一旦reader.readLine()方法返回，你就知道肯定文本行就已讀完， readline()阻塞直到整行讀完，這就是原因。你也知道此行包含名稱；同樣，第二個(gè)readline()調(diào)用返回的時(shí)候，你知道這行包含年齡等。正如你可以看到，該處理程序僅在有新數(shù)據(jù)讀入時(shí)運(yùn)行，并知道每步的數(shù)據(jù)是什么。一旦正在運(yùn)行的線程已處理過讀入的某些數(shù)據(jù)，該線程不會再回退數(shù)據(jù)（大多如此）。

4.0.1.1 對字節(jié)流進(jìn)行大量的從硬盤讀取,要用那個(gè)流,為什么？

• 對字節(jié)流進(jìn)行大量的從硬盤讀取,要用那個(gè)流,為什么？
  • 因?yàn)槊鞔_說了是對字節(jié)流的讀取，所以肯定是inputstream或者他的子類，又因?yàn)橐罅孔x取，肯定要考慮到高效的問題，自然想到緩沖流。技術(shù)博客大總結(jié)
  • 用BufferedInputStream,原因：BufferedInputStream是InputStream的緩沖流，使用它可以防止每次讀取數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行實(shí)際的寫操作，代表著使用緩沖區(qū)。不帶緩沖的操作，每讀一個(gè)字節(jié)就要寫入一個(gè)字節(jié)，由于涉及磁盤的IO操作相比內(nèi)存的操作要慢很多，所以不帶緩沖的流效率很低。帶緩沖的流，可以一次讀很多字節(jié)，但不向磁盤中寫入，只是先放到內(nèi)存里。等湊夠了緩沖區(qū)大小的時(shí)候一次性寫入磁盤，這種方式可以減少磁盤操作次數(shù)，速度就會提高很多！并且也可以減少對磁盤的損傷。

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