面试题集：IO流，NIO

1.问：简单说说你平时使用的 Java IO 流中涉及到了哪些设计策略和设计模式？

答：首先 Java 的 IO 库提供了一种链接（Chaining）机制，可以将一个流处理器跟另一个流处理器首尾相接，以其中之一的输出作为另一个的输入而形成一个流管道链接，譬如常见的 new DataInputStream(new FileInputStream(file)) 就是把 FileInputStream 流当作 DataInputStream 流的管道链接。

其次，对于 Java IO 流还涉及一种对称性的设计策略，其表现为输入输出对称性（如 InputStream 和 OutputStream 的字节输入输出操作，Reader 和 Writer 的字符输入输出操作）和字节字符的对称性（InputStream 和 Reader 的字节字符输入操作，OutputStream 和 Writer 的字节字符输出操作）。

此外，对于 Java IO 流在整体设计上还涉及装饰者（Decorator）和适配器（Adapter）两种设计模式。

对于 IO 流涉及的装饰者设计模式例子如下：

//把InputStreamReader装饰成BufferedReader来成为具备缓冲能力的Reader。
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);

对于 IO 流涉及的适配器设计模式例子如下：

//把FileInputStream文件字节流适配成InputStreamReader字符流来操作文件字符串。
FileInputStream fileInput = new FileInputStream(file); 
InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(fileInput);

而对于上面涉及的两种设计模式通俗总结如下。

装饰者模式就是给一个对象增加一些新的功能，而且是动态的，要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口，装饰对象持有被装饰对象的实例（各种字符流间装饰，各种字节流间装饰）。

适配器模式就是将某个类的接口转换成我们期望的另一个接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题（字符流与字节流间互相适配）。

2.问：字节流与字符流有什么区别？

答：计算机中的一切最终都是以二进制字节形式存在的，对于我们经常操作的字符串，在写入时其实都是先得到了其对应的字节，然后将字节写入到输出流，在读取时其实都是先读到的是字节，然后将字节直接使用或者转换为字符给我们使用。由于对于字节和字符两种操作的需求比较广泛，所以 Java 专门提供了字符流与字节流相关IO类。

对于程序运行的底层设备来说永远都只接受字节数据，所以当我们往设备写数据时无论是字节还是字符最终都是写的字节流。字符流是字节流的包装类，所以当我们将字符流向字节流转换时要注意编码问题（因为字符串转成字节数组的实质是转成该字符串的某种字节编码）。

字符流和字节流的使用非常相似，但是实际上字节流的操作不会经过缓冲区（内存）而是直接操作文本本身的，而字符流的操作会先经过缓冲区（内存）然后通过缓冲区再操作文件。

3.问：什么是缓冲区？有什么作用？

答：缓冲区就是一段特殊的内存区域，很多情况下当程序需要频繁地操作一个资源（如文件或数据库）则性能会很低，所以为了提升性能就可以将一部分数据暂时读写到缓存区，以后直接从此区域中读写数据即可，这样就显著提升了性能。

对于 Java 字符流的操作都是在缓冲区操作的，所以如果我们想在字符流操作中主动将缓冲区刷新到文件则可以使用 flush() 方法操作。

4.问：字节流和字符流哪个好？怎么选择？

答：缓大多数情况下使用字节流会更好，因为字节流是字符流的包装，而大多数时候 IO 操作都是直接操作磁盘文件，所以这些流在传输时都是以字节的方式进行的（图片等都是按字节存储的）。

而如果对于操作需要通过 IO 在内存中频繁处理字符串的情况使用字符流会好些，因为字符流具备缓冲区，提高了性能。