面试题十六：Java高级面试 - IO

目录

一、Java网络编程

1、基础知识

a、IP地址和端口号：

b、tcp/udp协议：

c、URL：

d、InetAddress：

2、socket

a、创建socket实例

b、客户端连接

c、服务端连接

d、总结

二、IO阻塞（BIO）

1、Java的I/O接口

2、阻塞IO的通信模型

3、总结

三、NIO

1、工作原理

2、通信模型

3、实例

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一、Java网络编程

1、基础知识

a、IP地址和端口号：

以写信为例，IP地址可以理解为收信地址，端口号可以理解为具体的收信人（一个端口号只能对应一个通信程序）

b、tcp/udp协议：

tcp协议是面向连接的可靠的传输协议，通过tcp协议传输，得到的是一个顺序的、无差错的数据流，它能够提供两台计算机之间的可靠传输，我们很熟悉的http、ftp协议都是基于tcp协议的。
udp协议是一个无连接的协议，它的每一个数据包都是独立的信息包括完整的原地址和目的地址，它在网络上可以通过任何途径传送到目的地，至于能否达到目的地，以及达到目的地的时间和准确性，这是不能保证的，这是tcp和udp最大的不同之一。这两种方式各有优劣。tcp协议更安全，但是传输效率不高，而许多应用不需要保证数据传输的正确性，比如视频聊天，不需要保证
正确性，保证连贯性就可以了，所以在视频聊天的场景下，udp协议更适合。

c、URL：

统一资源定位器，指向互联网中的某个资源。

private void testURL() {
        //使用URL读取网页内容
        //创建一个URL实例
        URL url = null;
        try {
            url = new URL("http://www.baidu.com");
            //通过openStream方法读取资源的字节输入流
            InputStream inputStream = url.openStream();
            //将字节输入流转换为字符输入流，如果不指定编码，中文可能会出现乱码
            InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream, "utf-8");
            //为字符输入流添加缓冲，提高读取效率
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
            //读取数据
            String data = bufferedReader.readLine();
            while (data !=null){
                System.out.print(data);//输出数据
                data=bufferedReader.readLine();
            }
            bufferedReader.close();
            inputStreamReader.close();
            inputStream.close();
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

d、InetAddress：

java提供的一个代表IP地址的类

2、socket

a、创建socket实例

socket概念：不是一个具体的东西，可以理解为两台计算机之间的通信功能。举例，可以理解为两座城市之间的交通工具。

b、客户端连接

1、创建客户端socket，指定服务器地址和端口

2、获取输出流，向服务器端发送信息

3、获取输入流，并读取服务器端的响应信息

4、关闭资源

private void testSocket() {
        //客户端：
        //1、创建客户端socket，指定服务器地址和端口
        try {
            Socket socket = new Socket("localhost", 8080);
            //2、获取输出流，向服务器端发送信息
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//字节输出流
            PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);//将输出流包装成打印流
            printWriter.write("用户名:admin; 密码:123");
            printWriter.flush();
            socket.shutdownOutput();
            //3、获取输入流，并读取服务器端的响应信息
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
            String info = null;
            while ((info = bufferedReader.readLine()) != null) {
                System.out.print("我是客户端，服务器说：" + info);
            }
            //4、关闭资源
            bufferedReader.close();
            inputStream.close();
            printWriter.close();
            outputStream.close();
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

c、服务端连接

1、创建ServerSocket对象，绑定监听端口

2、通过accept()方法监听客户端请求

3、连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息

4、通过输出流向客户端发送信息

5、关闭相关资源

/**
     * 基于tcp协议的socket通信，实现用户登录，服务端
     */
    private void testScoketServer() {

        try {
            //1、创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);//1024-65535的某个端口
            //2、通过accept()方法监听，等待客户端的连接
            Socket socket = serverSocket.accept();
            //3、连接建立后，获取输入流，并读取客户端信息
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
            String info = null;
            while ((info = bufferedReader.readLine()) != null) {
                System.out.print("我是服务器，客户端说: " + info);
            }
            socket.shutdownInput();//关闭输入流
            //4、通过输出流向客户端发送信息
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);
            printWriter.write("欢迎您");
            printWriter.flush();

            //5、关闭相关资源
            printWriter.close();
            outputStream.close();
            bufferedReader.close();
            inputStreamReader.close();
            inputStream.close();
            socket.close();
            serverSocket.close();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

d、总结

1、创建ServerSocket和Socket

2、打开连接到Socket的输入/输出流

3、按照协议对Socket进行读/写操作

4、关闭输入输出流、关闭Socket

二、IO阻塞（BIO）

BIO blocking IO

NIO non-blocking IO （因为是JDK1.4之后推出的也有称为 new IO）

NIO通信模型和BIO通信模型

1、Java的I/O接口

a、基于字节操作的I/O接口：InputStream、OutputStream
b、基于字符操作的I/O接口：Writer、Reader 
c、基于磁盘操作的I/O接口：File
d、基于网络操作的I/O接口：Socket

2、阻塞IO的通信模型

我们来看通信模型示意图：

3、总结

a、BIO数据在写入OutputStream或者从InputStream读取时都有可能会阻塞；
b、当前一些需要大量HTTP长连接的情况无法满足
c、需要另外一种新的I/O

三、NIO

1、工作原理

2、通信模型

3、实例