IO是什么：IO是将数据从源头通过流的方式，输出到目的地。

BIO（Blocking IO）：阻塞同步IO模型

（非常经典的IO类归纳图片，来自snailclimb）

流类的超类主要有

java.io.InputStreamjava.io.OutputStreamjava.io.Readerjava.io.Writer

IO流的分类：

按操作单位分：字节流和字符流

字节流：以字节为单位，每次次读入或读出是8位数据。可以读任何类型数据。字符流：以字符为单位，每次次读入或读出是16位数据。其只能读取字符类型数据。

按流向分：输出流和输入流

输出流：从内存读出到文件。只能进行写操作。输入流：从文件读入到内存。只能进行读操

按操作角色分：节点流和处理流

节点流：直接与数据源相连，读入或读出。处理流：在节点流的基础上实现的，是为了更加方便读写文件而出现的

常见Q&A：

字符流和字节流，我们该如何选择？

字节流是直接操作磁盘，当不需要对文件中的内容进行操作时，可以使用字节流直接存取文件。字符流是经缓冲区（内存）的，在对文件中内容进行处理的时候使用较为高效

BufferReader的理解

BufferReader是 字符读入处理流 ，该类将读入的内容放在缓冲区，可以使用readLine来读取内存中文件的一行内容。

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NIO(Non-blocking IO)：非阻塞同步IO模型

NIO 三个核心组件：

Buffer(缓冲区)   NIO 直接将数据读取或写入到 ByteBuffer 等对象中，而在 BIO 中，虽然也有 Buffer 的一些对象，但本质上还是通过流到缓冲区中。 Channel(通道)    NIO 通过 Channel 进行读或者写操作，不像 BIO 读写需要使用不同的对象。   Channel 与 Buffer 的配合使用使得 NIO 可以异步的完成读写操作。 Selector(选择器)    Selector 的出现，是为了让单个线程可以操作多个 Channel ，达到减少线程切换的操作，进而来提高相关的资源消耗。

NIO 与 BIO 的区别：

  当线程N使用 NIO 向缓冲区读写数据时，线程N还可以继续做其他工作，当 Channel 读取或写入数据到 Buffer 后线程N再去处理数据；当线程B使用 BIO 读写数据时，只有读写操作结束后，才可以做其他操作。请注意，此处描述的是数据，FileChannel，即文件的读写是不可以设置为非阻塞模式；SocketChannel，即网络编程是可以设置为非阻塞模式的。

关于 NIO 的更多解释与用例 Blocking IO / Non-blocking IO 操作文件的代码用例

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AIO（Asynchronous IO）：异步非阻塞模型

（目前没有什么大型开源项目在使用，有兴趣再去了解）

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UNIX网络编程中的5中 I/O 模型

FD: 对一个文件的读写操作会调用内核提供的系统命令，返回一个fd (file descriptor，文件描述符)。而对一个 socket 的读写也会有相应的描述符，称为 socket fd (socket 描述符)，描述符就是一个数字，它指向内核中的一个结构体(文件路径，数据区等一些属性)。

1.阻塞网络IO模型(BIO)

  在内核将数据准备好之前，系统调用会一直等待套接字（Socket）的数据传输完成，默认的是阻塞方式，如下图所示流程。   对应Java 中 BIO 模型中 Socket 和 ServerSocket，当服务端或客户端调用 socket.getInputStream().read() 方法时，最终会调用底层操作系统的 recvfrom方法，OS 会判断来自网络的数据报是否准备好，当数据报准备好了之后，OS 就会将数据从内核空间拷贝到用户空间（因为我们的用户程序只能获取用户空间的内存，无法直接获取内核空间的内存）。拷贝完成之后 socket.getInputStream().read() 就会解除阻塞，并得到网络数据的结果。

  BIO中的阻塞，就是阻塞在2个地方：

OS 等待数据报通过网络发送过来，如果建立连接后数据一直没过来，就会白白浪费线程的资源；将数据从内核空间拷贝到用户空间。

在这2个阶段，我们的线程会一直被阻塞，啥事情都不干。

2.非阻塞IO模型（NIO）

  在内核将数据准备好之前，系统调用会一直等待套接字（Socket）的数据传输完成，默认的是阻塞方式，如下图所示流程。

应用程序轮询内核是否有数据报准备好，当有数据报准备好时，就进行拷贝数据报的操作，从内核拷贝到用户空间，和拷贝完成返回的这段时间，应用进程是阻塞的。但在没有数据报准备好时，并不会阻塞程序，内核直接返回未准备好的信号，等待应用进程的下一次询问。但是，轮询对于CPU来说是较大的浪费。 虽然 非阻塞IO 比 阻塞IO 少了一段阻塞的过程，但事实上 非阻塞IO 这种方式也是低效的，因为我们不得不使用轮询方法一直问 OS 是否有文件数据准备好。

3.IO复用模型

  Linux 提供 select/poll，进程通过将一个或多个 fd 传递给 select 或 poll系统 调用，阻塞发生在 select/poll 操作上。select/poll 可以帮我们侦测多个 fd 是否处于就绪状态，它们顺序扫描 fd 是否就绪。Linux 还提供了一个 epoll系统调用，epoll 使用 基于事件驱动方式 代替 顺序扫描，因此性能更高，当有 fd 就绪时，立即执行回调函数，通知进程进行后续的数据拷贝工作。 Java中的 NIO 使用的就是 IO 复用模型，使用 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 完成相关数据请求和接收。

4、信号驱动IO模型

5、异步IO模型

告知内核启动某个操作，并让内核在整个操作完成后(包括将数据从内核复制到用户自己的缓冲区)通知我们。这种模型与信号驱动模型的主要区别是：信号驱动IO 由内核通知我们何时可以开始一个 IO 操作；异步IO模型 由内核通知我们 IO操作何时已经完成。

从这五种 IO模型的结构 也可以看出，阻塞程度：阻塞IO>非阻塞IO>多路转接IO>信号驱动IO>异步IO，效率是由低到高的。

更多的介绍参考