Java IO面试题

发布网友发布时间：2024-10-15 00:15

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热心网友时间：2024-10-15 00:18

Java IO流是什么？它是一种数据流从源头传输到目的地的过程。例如，文件拷贝、输入流和输出流都涉及到数据流的传输。输入流从文件读取数据存储到进程，输出流则从进程中读取数据写入目标文件。Java中有字符流和字节流两种类型，按数据单位大小区分，还有输出流和输入流按数据流向区分。选择字节流还是字符流取决于读写数据的大小。

在处理大量数据文件时，选择哪种流可以提高效率？对于读取大文件，建议使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream，因为它们可以缓存部分数据，提高读写速度。字符流推荐使用BufferedReader和BufferedWriter。

Java IO模型包括阻塞IO、非阻塞IO、多路复用IO、信号驱动IO和异步IO。阻塞IO中，应用调用IO函数时阻塞，直到数据准备好或完成，特点是用户进程在两个阶段被阻塞。非阻塞IO中，应用不断询问数据准备状态，当数据准备好时继续操作，避免阻塞，但需要频繁检查。多路复用IO，如select和poll，允许单个进程同时监听多个通道，减少阻塞，提高效率。信号驱动IO使用信号通知数据就绪，异步IO在操作完成后通知应用，不阻塞进程。

信号驱动IO和异步IO有什么不同？信号驱动IO使用信号通知数据就绪，而异步IO则在操作完成时通知应用，不阻塞进程。

NIO与传统IO的区别在于，NIO使用缓冲区操作，提高了效率，但在数据处理前需要检查缓冲区完整性。NIO适用于管理大量连接，每次发送少量数据的场景，如聊天服务器，而传统IO适合少量大连接的场景。

NIO的核心组件包括通道（Channel）、缓冲区（Buffer）和选择器（Selector）。通道代表与实体的连接，缓冲区用于灵活操作数据，选择器用于监控通道状态，无需频繁检查。

通道支持读写操作，而流是单向的（InputStream和OutputStream）。通道通过非阻塞模式提高效率。Java NIO中最常用的通道实现包括FileChannel（文件）、DatagramChannel（UDP）和SocketChannel（TCP）。

缓冲区是封装的Buffer类，通过API灵活操作数据，NIO提供各种Buffer类型，如ByteBuffer、CharBuffer等，用于不同类型的数据读写。核心Buffer实现包括ByteBuffer、CharBuffer等，涵盖了基本数据类型。

读写数据的基本操作包括将数据写入Buffer、调用Buffer的翻转方法、从Buffer中读取数据以及清空或紧凑Buffer。清空或紧凑Buffer的方法用于准备下一次数据操作。

选择器是一个特殊组件，用于监控通道状态。注册通道到选择器，设置关心的事件后，通过调用select()方法等待事件发生，实现非阻塞处理多个通道。

使用选择器的好处是避免了阻塞IO和非阻塞IO的资源浪费。当所有通道均无事件发生时，线程会在select()方法处被挂起，释放CPU资源。

总结，Java IO流、模型和NIO提供高效的数据处理机制，通过选择合适的流和模型，可以优化程序性能。选择器的引入使得多通道处理更加高效，减少了资源消耗，提高了并发能力。