Java IO流是用于处理输入和输出的机制，用于读取和写入数据。Java提供了丰富的IO类和接口，用于处理不同类型的数据和操作。Java中的IO模型主要分为BIO和NIO两种，他们可以分别被视为IO编程的不同风格或模式，并非IO流具体的类型，主要为BIO,NIO和AIO（NIO的升级版）。这篇我们主要围绕BIO进行，介绍BIO的相关使用和案例。
BIO
是传统的阻塞式IO模型，基于流的概念，使用阻塞的方式进行IO操作，在BIO模型中，当一个线程执行IO操作的时候，会被阻塞，直到数据准备好或者操作完成，这意味着一个线程只能处理一个IO操作，如果有多个IO操作需要处理，就需要创建多个线程，这样就导致资源的方法和性能下降。
BIO的相关特点：
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阻塞等待：当没有数据可读取时，BIO模型会阻塞线程，直到有数据可读取。同样，当无法写入数据时，BIO模型会阻塞线程，直到有空闲的写入缓冲区。
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同步阻塞：BIO模型是同步阻塞的，即一个线程只能处理一个IO操作。如果有多个IO操作需要处理，就需要创建多个线程，这可能导致资源浪费和性能下降。
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适用于连接数较少：由于每个IO操作都需要一个独立的线程来处理，BIO模型适用于连接数较少的场景。当连接数增加时，线程数量也会增加，可能导致系统资源消耗过大。
由于BIO会阻塞进程，故而其不适用于高并发场景，即便可以使用线程池进行相关优化，但是他还会消耗线程资源，与此同时，在百万级别的并发场景下也撑不住。
BIO的类型
IO流中具有很多种类型，我们这里重点围绕字符流和字节流进行。每种类型都有输入流和输出流的概念，用于处理不同类型的数据。
字节流：
- InputStream：字节输入流的抽象基类，用于从数据源读取字节。
- OutputStream：字节输出流的抽象基类，用于向目标写入字节。
- FileInputStream：文件字节输入流，用于从文件中读取字节。
- FileOutputStream：文件字节输出流，用于向文件中写入字节。
- ByteArrayInputStream：字节数组输入流，用于从内存中读取字节。
- ByteArrayOutputStream：字节数组输出流，用于向内存中写入字节。
字符流：
- Reader：字符输入流的抽象基类，用于从数据源读取字符。
- Writer：字符输出流的抽象基类，用于向目标写入字符。
- FileReader：文件字符输入流，用于从文件中读取字符。
- FileWriter：文件字符输出流，用于向文件中写入字符。
- StringReader：字符串字符输入流，用于从字符串中读取字符。
- StringWriter：字符串字符输出流，用于向字符串中写入字符。
除了字节流和字符流，还有一些其他类型的IO流，如对象流、缓冲流、数据流等，它们提供了更高级的功能和特定的数据处理方式。
JavaIO流的相关概念和常用类
字节流和字符流：
- 字节流：以字节为单位进行读写操作，适用于处理二进制数据。常见的字节流类有
InputStream和OutputStream。 - 字符流：以字符为单位进行读写操作，适用于处理文本数据。常见的字符流类有
Reader和Writer。
节点流和处理流：
- 节点流：直接与数据源或目标进行交互，如文件、网络连接等。常见的节点流类有
FileInputStream、FileOutputStream、FileReader和FileWriter。 - 处理流：对节点流进行包装，提供额外的功能，如缓冲、压缩、加密等。常见的处理流类有
BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader和BufferedWriter。
输入流和输出流：
- 输入流：用于从数据源读取数据的流。常见的输入流类有
InputStream和Reader。 - 输出流：用于向目标写入数据的流。常见的输出流类有
OutputStream和Writer。
常用IO类：
File：用于操作文件和目录。ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream：用于在内存中读写字节数组。StringReader和StringWriter：用于在内存中读写字符串。ObjectInputStream和ObjectOutputStream：用于读写Java对象。
示例：
import java.io.*;
public class IOExample {
public static void main(String[] args) {
try {
// 创建输入流
FileInputStream fis = new FileInputStream("input.txt");
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
// 创建输出流
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt");
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos);
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
// 读取输入流并写入输出流
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
bw.write(line);
bw.newLine();
}
// 关闭流
br.close();
bw.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
在这个示例中，我们使用了字符流和缓冲流来读取一个文本文件的内容，并将内容写入另一个文本文件。首先，我们创建了输入流和输出流的实例，然后使用缓冲流逐行读取输入流的内容，并将内容写入输出流。最后，我们关闭流以释放资源。
案例2
我们在利用BIO模型和JavaSocket创建一个服务器和客户端进行交互的案例。
服务端代码：
public class BIOServerExample {
public static void main(String[] args) {
try {
// 创建ServerSocket并监听端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8082);
System.out.println("服务启动，监听到端口号为:"+ serverSocket.getLocalPort());
while (true) {
// 等待客户端连接
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("客户端链接成功: " + socket.getInetAddress());
// 创建输入流和输出流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 读取客户端发送的数据
byte[] buffer = new byte[1024];
int length = inputStream.read(buffer);
String request = new String(buffer, 0, length);
System.out.println("接受请求: " + request);
// 处理请求并发送响应
String response = "Hello, " + request;
outputStream.write(response.getBytes());
// 关闭连接
socket.close();
System.out.println("客户端断开链接.");
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
客户端代码：
public class BIOClientExample {
public static void main(String[] args) {
try {
// 创建Socket并连接服务器
Socket socket = new Socket("localhost", 8082);
System.out.println("链接去服务: " + socket.getInetAddress());
// 创建输入流和输出流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 发送请求
String request = "World";
outputStream.write(request.getBytes());
// 接收响应
byte[] buffer = new byte[1024];
int length = inputStream.read(buffer);
String response = new String(buffer, 0, length);
System.out.println("接收响应: " + response);
// 关闭连接
socket.close();
System.out.println("从服务器断开链接.");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
