Java IO（Input/Output）是Java编程语言中用于处理输入输出操作的基础框架，它提供了丰富的类库，使得程序能够与各种设备、文件、网络进行数据交互。然而，传统的IO模型在处理大量并发连接时表现出效率较低的问题，为了解决这个问题，Java引入了NIO（Non-blocking Input/Output）模型。
**Java IO核心概念**
Java IO的核心类包括InputStream、OutputStream、Reader、Writer等，它们分别用于处理字节流和字符流。流的概念是数据传输的抽象，分为输入流和输出流，前者用于读取数据，后者用于写入数据。此外，还有缓冲流（BufferedInputStream、BufferedReader等）用于提高读写效率，转换流（InputStreamReader、OutputStreamWriter）用于在字节流和字符流之间转换，以及对象流（ObjectInputStream、ObjectOutputStream）用于序列化和反序列化对象。
**Java NIO概述**
Java NIO是在Java 1.4版本中引入的新IO模型，主要特点是其非阻塞特性。NIO的核心组件包括通道（Channel）、缓冲区（Buffer）和选择器（Selector）。通道是数据传输的途径，如文件通道、网络通道等；缓冲区是存储数据的地方，提供了更有效率的数据读写方式；选择器允许单线程管理多个通道，实现多路复用，从而提高了处理大量并发连接的能力。
**Java NIO通道**
Java NIO中的通道类有FileChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel等，它们分别对应于文件、套接字和服务器套接字。通道可以进行读写操作，并且可以与缓冲区进行交互。例如，FileChannel可以用于读取或写入文件，SocketChannel和ServerSocketChannel则处理网络通信。
**Java NIO缓冲区**
缓冲区是NIO的核心，它是一种特定类型的数组，如ByteBuffer、CharBuffer等，提供了put和get方法来读写数据。缓冲区有以下特点：
1. 容量：缓冲区有一个固定大小的容量，写入数据不能超过这个容量。
2. 位置和限制：缓冲区有一个当前读写位置（position），以及一个限制（limit），限制了可读写的数据范围。
3. 缓冲区状态：缓冲区有两种状态，未提交（write）和已提交（read）。写入数据后，需调用flip()方法切换到读模式，读完数据后，可以清空缓冲区（clear()）或重新定位（compact()）。
**Java NIO选择器**
选择器用于监听多个通道的事件，如连接建立、数据到达、连接关闭等。通过注册通道到选择器并设置关注的事件类型，可以选择器在单个线程中高效地处理多个通道。当某个事件发生时，选择器会返回一个包含就绪通道的 SelectionKey 集合，从而避免了多线程的复杂性和资源消耗。
**NIO与IO的区别**
1. 阻塞与非阻塞：Java IO是阻塞的，而NIO是非阻塞的，可以在没有数据可读时不做等待，而是继续处理其他任务。
2. 多路复用：NIO的选择器允许单线程管理多个通道，而传统的IO需要为每个连接创建一个新的线程，导致资源消耗较大。
3. 缓存区：NIO引入了缓冲区，提高了数据传输的效率和灵活性。
总结来说，Java NIO提供了一种更高效、更适合处理并发的IO模型，尤其在服务器端开发中，如高并发的网络应用，NIO的优势更为明显。理解和掌握Java IO与NIO的使用，对于提升Java应用程序的性能和可扩展性至关重要。
