一、核心概念
1. Java IO（传统IO）
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面向流（Stream-Oriented）：以字节或字符流的形式逐字节处理数据。
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阻塞式（Blocking）：线程在读写操作完成前会被阻塞，无法执行其他任务。
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适用场景：简单的文件操作或低并发网络通信。
2. Java NIO（New IO）
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面向缓冲区（Buffer-Oriented）：数据先读入缓冲区，再通过通道（Channel）批量处理。
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非阻塞式（Non-Blocking）：线程可注册多个通道到选择器（Selector），轮询就绪事件。
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适用场景：高并发网络服务（如聊天服务器、文件传输）。
二、核心差异对比
| 特性 | Java IO | Java NIO |
|---|---|---|
| 数据模型 | 基于流（Stream） | 基于通道（Channel）和缓冲区（Buffer） |
| 阻塞模式 | 阻塞式 | 非阻塞式（支持阻塞模式） |
| 线程模型 | 一连接一线程（资源消耗高） | 单线程管理多连接（Selector 多路复用） |
| 数据传输效率 | 适合小数据量 | 适合大数据量和高并发 |
| API 复杂度 | 简单易用 | 复杂，需管理缓冲区、选择器 |
三、核心组件详解
1. Java IO 的核心类
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字节流：
InputStream、OutputStream（如FileInputStream）。 -
字符流：
Reader、Writer（如BufferedReader）。 -
典型代码：
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt");BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis))) {String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {System.out.println(line);} }
2. Java NIO 的核心类
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通道（Channel）：连接数据源与缓冲区的双向管道（如
FileChannel、SocketChannel）。 -
缓冲区（Buffer）：存储数据的容器（如
ByteBuffer）。 -
选择器（Selector）：监听多个通道的就绪事件（如读、写、连接）。
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典型代码：
// 使用 Channel 和 Buffer 读取文件 try (FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get("file.txt"))) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);while (channel.read(buffer) != -1) {buffer.flip(); // 切换为读模式while (buffer.hasRemaining()) {System.out.print((char) buffer.get());}buffer.clear(); // 清空缓冲区，准备下次写入} }
四、工作机制对比
1. 阻塞式 IO 模型
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单线程处理流程：
读取数据 -> 处理数据 -> 写入数据（阻塞直到完成）
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缺点：每个连接需独立线程，资源消耗大，不适合高并发。
2. 非阻塞式 NIO 模型
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多路复用流程：
注册通道到 Selector -> 轮询就绪事件 -> 处理就绪通道
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优势：单线程管理数千连接，高效利用资源。
五、性能与应用场景
1. IO 的适用场景
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文件读写（如日志处理）。
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低并发网络请求（如单用户客户端工具）。
2. NIO 的适用场景
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高并发服务器（如 WebSocket 服务器、即时通讯）。
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大文件传输（零拷贝技术优化性能）。
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需要非阻塞或异步处理的场景。
六、NIO 的扩展：NIO.2（AIO）
Java 7 引入的 异步通道（AsynchronousChannel） 进一步扩展了 NIO：
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异步非阻塞：通过回调（Callback）或 Future 处理完成事件。
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典型类：
AsynchronousFileChannel、AsynchronousSocketChannel。
七、总结
| 维度 | IO | NIO |
|---|---|---|
| 设计目标 | 简化基础操作 | 支持高并发和非阻塞处理 |
| 资源开销 | 高（每连接一线程） | 低（单线程多连接） |
| 学习曲线 | 简单 | 复杂 |
| 适用领域 | 传统文件操作、低并发网络 | 高并发网络服务、大数据传输 |
选择建议
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传统 IO：优先用于简单的文件操作或低并发场景。
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NIO：用于高并发网络服务或需要非阻塞处理的场景。
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NIO.2（AIO）：需要异步处理时选择（如大文件异步读写）。
通过理解 IO 与 NIO 的核心差异，开发者可以更高效地选择适合的工具，构建高性能的 Java 应用。