IO 核心概念
你有没有想过：当你在 Java 里写 System.out.println("hello") 时，这条字符串是怎么跑到屏幕上去的？
这条语句背后，经历了从 Java 堆内存 → JVM 内部缓冲区 → 操作系统内核缓冲区 → 屏幕驱动 → 显示器，一连串的数据搬运。每一次搬运，都是一次 IO。
理解 Java 的 IO，本质上就是理解这个数据搬运的全过程。
什么是 IO
IO（Input/Output），输入与输出。在 Java 中，一切与外部世界的数据交换都叫 IO：
- 读文件：磁盘 → 程序内存
- 写文件：程序内存 → 磁盘
- 网络收包：网卡 → 程序内存
- 网络发包：程序内存 → 网卡
- 读键盘输入：终端 → 程序内存
- 写屏幕输出：程序内存 → 终端
核心矛盾：内存速度极快（纳秒级），而外部设备速度极慢（磁盘毫秒级，网络微秒级）。IO 的所有复杂性都来自这个速度差。
两条主线：字节与字符
Java 的 IO 围绕两条线展开：
字节流
以 byte 为单位处理数据，InputStream / OutputStream 是两个根类。
InputStream in = new FileInputStream("data.dat");
int b = in.read(); // 读 1 个字节，返回 0~255 或 -1（结束）不管数据是什么——图片、视频、PDF、压缩包——磁盘上存的就是一串字节。所以字节流是所有 IO 的地基。
字符流
以 char（16 位 Unicode）为单位处理数据，Reader / Writer 是两个根类。
Reader reader = new FileReader("text.txt");
int c = reader.read(); // 读 1 个字符，返回 Unicode 码点字符流解决的是文本文件的读写问题——它底层用的还是字节流，只是加了一层字符编码转换。UTF-8 的「中」字是 3 个字节，但字符流一次读出来的是一个完整的字符。
输入与输出
每个流都有方向：
输入流（InputStream / Reader） ← 数据从外部进入程序
输出流（OutputStream / Writer） ← 数据从程序输出到外部常见混淆：FileInputStream 是输入（读文件），FileOutputStream 是输出（写文件）。
BIO 与 NIO
Java 有两套 IO 系统：
BIO（Blocking IO）
传统的流式 IO。read() 会一直阻塞，直到数据到来或流关闭。
// BIO 的特点是：一个线程只能处理一个连接
Socket socket = server.accept(); // 阻塞
InputStream in = socket.getInputStream();
int b = in.read(); // 这里也会阻塞每来一个连接就创建一个线程，线程数量受限于系统资源。
NIO（New IO / Non-blocking IO）
JDK 1.4 引入。通过 Buffer（缓冲区）、Channel（通道）、Selector（选择器）三个核心组件，实现单线程管理多个连接。
// NIO 的特点：非阻塞 + 多路复用
selector.select(); // 阻塞，但可以同时监听多个 Channel一个线程轮询所有连接的状态，只在连接真正可读/可写时才处理，大幅降低线程开销。
同步 vs 异步
| 同步（Synchronous） | 异步（Asynchronous） | |
|---|---|---|
| 调用方式 | 调用后等待结果返回 | 调用后立即返回，结果通过回调通知 |
| 线程状态 | 等待期间阻塞 | 不阻塞，可继续做其他事 |
| 实现 | BIO 和 NIO 的默认模式 | JDK 7+ AIO（AsynchronousChannel） |
本节要点
- IO 的本质是数据在不同存储介质之间的搬运
- 字节流（InputStream/OutputStream）是地基，字符流（Reader/Writer）是上层建筑
- 字符流底层是字节流，加了一层编码转换
- BIO 是同步阻塞，NIO 是同步非阻塞多路复用，AIO 是异步非阻塞