Java IO编程

IO基础

1. Java IO流的分类有哪些？

Java IO流的主要分类：

按照流的方向
- 输入流（InputStream/Reader）
- 输出流（OutputStream/Writer）
按照处理数据单位
- 字节流（Stream）
- 字符流（Reader/Writer）
按照功能
- 节点流（直接操作数据源）
- 处理流（封装节点流，提供更多功能）

2. 字节流和字符流的区别？

主要区别：

数据处理单位
- 字节流：以字节（8位）为单位
- 字符流：以字符（16位）为单位
使用场景
- 字节流：适合处理二进制文件
- 字符流：适合处理文本文件

NIO

1. NIO的特性有哪些？

NIO的核心特性：

Buffer（缓冲区）
- 数据的容器
- 提供了对数据的结构化访问
Channel（通道）
- 双向的
- 可以异步读写
- 支持scatter/gather
Selector（选择器）
- 允许单线程处理多个Channel
- 基于事件驱动

2. NIO和传统IO的区别？

主要区别：

数据处理方式
- IO：面向流，单向
- NIO：面向缓冲区，双向
是否阻塞
- IO：阻塞IO
- NIO：支持非阻塞IO
性能
- IO：适合连接数少且固定的场景
- NIO：适合连接数多且短暂的场景

文件操作

1. 如何实现文件拷贝？

常见的文件拷贝方式：

使用字节流

public void copyFile(String src, String dest) throws IOException {
    try (FileInputStream fis = new FileInputStream(src);
         FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dest)) {
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int length;
        while ((length = fis.read(buffer)) > 0) {
            fos.write(buffer, 0, length);
        }
    }
}

使用NIO

public void copyFileNIO(String src, String dest) throws IOException {
    try (FileChannel srcChannel = FileChannel.open(Paths.get(src));
         FileChannel destChannel = FileChannel.open(Paths.get(dest),
             StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.WRITE)) {
        srcChannel.transferTo(0, srcChannel.size(), destChannel);
    }
}

2. 如何实现文件读写？

文件读写的实现：

字符流读写

// 读取文件
public String readFile(String filePath) throws IOException {
    StringBuilder content = new StringBuilder();
    try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
            new FileReader(filePath))) {
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            content.append(line).append("\n");
        }
    }
    return content.toString();
}
 
// 写入文件
public void writeFile(String filePath, String content) throws IOException {
    try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(
            new FileWriter(filePath))) {
        writer.write(content);
    }
}

NIO读写

// 读取文件
public String readFileNIO(String filePath) throws IOException {
    return new String(Files.readAllBytes(Paths.get(filePath)));
}
 
// 写入文件
public void writeFileNIO(String filePath, String content) throws IOException {
    Files.write(Paths.get(filePath), content.getBytes());
}

序列化

1. 什么是序列化？如何实现？

序列化的概念和实现：

序列化的概念
- 将对象转换为字节序列
- 便于存储和传输
实现方式
- 实现Serializable接口
- 使用ObjectOutputStream和ObjectInputStream

// 序列化
public void serialize(Object obj, String filePath) throws IOException {
    try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
            new FileOutputStream(filePath))) {
        oos.writeObject(obj);
    }
}
 
// 反序列化
public Object deserialize(String filePath) throws IOException, ClassNotFoundException {
    try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
            new FileInputStream(filePath))) {
        return ois.readObject();
    }
}

2. transient关键字的作用是什么？

transient的作用：

作用
- 修饰的字段不会被序列化
- 在反序列化时，该字段值被设为默认值
使用场景
- 敏感信息不需要序列化
- 临时性数据不需要序列化

网络IO

1. BIO、NIO、AIO的区别？

三种IO模型的比较：

BIO（Blocking IO）
- 同步阻塞
- 一个连接一个线程
- 适用于连接数较少的场景
NIO（Non-blocking IO）
- 同步非阻塞
- 一个线程处理多个连接
- 适用于连接数较多且短暂的场景
AIO（Asynchronous IO）
- 异步非阻塞
- 引入回调机制
- 适用于连接数多且长期的场景

2. Netty框架的优势是什么？

Netty的主要优势：

性能优势
- 高性能的网络框架
- 零拷贝机制
- 内存池设计
功能优势
- 丰富的协议支持
- 灵活的线程模型
- 完善的安全性

面试重点

Java IO流的分类和使用场景
NIO的核心组件和工作原理
BIO、NIO、AIO的区别和应用场景
文件操作的最佳实践
序列化机制的原理和注意事项
Netty框架的核心特性
IO性能优化策略
网络编程模型的演进

设计模式网络编程