Java IO完全指南：字节流/字符流/NIO核心原理与实战
项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/te/tech-interview-for-developer 为什么IO是面试必考点？
你是否曾因文件读写性能问题排查到深夜？是否在处理中文乱码时束手无策？Java IO系统作为数据交互的核心模块，既是开发高频场景，也是面试高频考点。本文将用最通俗的语言，带你掌握字节流、字符流与NIO的本质区别及实战技巧，让IO操作从此得心应手。
一、IO体系的三大支柱
1.1 字节流（Byte Stream）
核心能力：处理所有类型数据（文本/图片/音频），以8位字节为单位
典型场景：文件下载、图片处理、网络传输
// 字节流读取文件示例
try (InputStream in = new FileInputStream("data.bin");
OutputStream out = new FileOutputStream("copy.bin")) {
byte[] buffer = new byte[1024];
int length;
while ((length = in.read(buffer)) != -1) {
out.write(buffer, 0, length);
}
}
1.2 字符流（Character Stream）
核心能力：专门处理文本数据，自动完成字节-字符编码转换
典型场景：配置文件读写、日志记录、CSV解析
// 字符流读取文本示例
try (Reader reader = new FileReader("config.txt");
Writer writer = new FileWriter("output.txt")) {
char[] buffer = new char[256];
int length;
while ((length = reader.read(buffer)) != -1) {
writer.write(buffer, 0, length);
}
}
1.3 NIO（Non-blocking IO）
核心能力：基于缓冲区和通道的非阻塞IO模型，支持异步操作
典型场景：高并发服务器、即时通讯、大数据传输
// NIO文件复制示例
Path source = Paths.get("large_file.iso");
Path target = Paths.get("fast_copy.iso");
Files.copy(source, target, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
二、三大IO模型对比表
| 维度 | 字节流 | 字符流 | NIO |
|---|---|---|---|
| 处理单位 | 字节(8bit) | 字符(16bit) | 缓冲区(Buffer) |
| 核心类 | InputStream/OutputStream | Reader/Writer | Channel/Selector |
| 编码支持 | 无（需手动处理） | 自动编码转换 | 支持Charset编码 |
| 阻塞方式 | 同步阻塞 | 同步阻塞 | 同步非阻塞/异步 |
| 性能表现 | 基础IO，性能一般 | 文本处理优化 | 高并发场景性能优异 |
三、实战避坑指南
3.1 资源泄漏防范
始终使用try-with-resources自动关闭资源：
// 错误示例（可能导致资源泄漏）
FileReader reader = new FileReader("file.txt");
reader.read();
// 忘记关闭reader
// 正确示例
try (FileReader reader = new FileReader("file.txt")) {
reader.read();
}
3.2 大文件处理技巧
NIO的Files工具类提供高效文件操作：
// 超大文件快速复制
Files.copy(Paths.get("source.zip"),
new FileOutputStream("target.zip"),
StandardCopyOption.COPY_ATTRIBUTES);
四、扩展学习资源
- Java并发编程基础：[Language/[java] Java에서의 Thread.md](Language/[java] Java에서의 Thread.md)
- 函数式编程与Stream API：[Language/[java] Stream.md](Language/[java] Stream.md)
- JVM内存管理：[Language/[java] 자바 가상 머신(Java Virtual Machine).md](Language/[java] 자바 가상 머신(Java Virtual Machine).md)
五、面试重点总结
- 字节流与字符流的本质区别（处理单位/编码支持）
- NIO的Reactor模式工作原理
- Buffer的flip()与rewind()方法区别
- 零拷贝(Zero-Copy)技术实现原理
下期预告：《Java并发编程：从synchronized到CompletableFuture》
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创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
