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Java IO 模型常见面试题总结 PDF 下载
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主要内容：
⾯试中经常喜欢问的⼀个问题，因为通过这个问题，⾯试官可以顺便了解⼀下你的操作系
统的⽔平。
IO 模型这块确实挺难理解的，需要太多计算机底层知识。写这篇⽂章⽤了挺久，就⾮常
希望能把我所知道的讲出来吧!希望朋友们能有收货！为了写这篇⽂章，还翻看了⼀下
《UNIX ⽹络编程》这本书，太难了，我滴乖乖！⼼痛~
个⼈能⼒有限。如果⽂章有任何需要补充/完善/修改的地⽅，欢迎在评论区指出，共同进
步！
I/O ⼀直是很多⼩伙伴难以理解的⼀个知识点，这篇⽂章我会将我所理解的 I/O 讲给你
听，希望可以对你有所帮助。
I/O（Input/Outpu） 即输⼊／输出 。
我们先从计算机结构的⻆度来解读⼀下 I/O。
根据冯.诺依曼结构，计算机结构分为 5 ⼤部分：运算器、控制器、存储器、输⼊设备、
输出设备。
输⼊设备（⽐如键盘）和输出设备（⽐如显示屏）都属于外部设备。⽹卡、硬盘这种既可
以属于输⼊设备，也可以属于输出设备。
输⼊设备向计算机输⼊数据，输出设备接收计算机输出的数据。
从计算机结构的视⻆来看的话， I/O 描述了计算机系统与外部设备之间通信的过程。
我们再先从应⽤程序的⻆度来解读⼀下 I/O。
根据⼤学⾥学到的操作系统相关的知识：为了保证操作系统的稳定性和安全性，⼀个进程
的地址空间划分为 ⽤户空间（User space） 和 内核空间（Kernel space ） 。
像我们平常运⾏的应⽤程序都是运⾏在⽤户空间，只有内核空间才能进⾏系统态级别的资
源有关的操作，⽐如如⽂件管理、进程通信、内存管理等等。也就是说，我们想要进⾏
IO 操作，⼀定是要依赖内核空间的能⼒。
并且，⽤户空间的程序不能直接访问内核空间。
当想要执⾏ IO 操作时，由于没有执⾏这些操作的权限，只能发起系统调⽤请求操作系统
帮忙完成。
因此，⽤户进程想要执⾏ IO 操作的话，必须通过 系统调⽤ 来间接访问内核空间
我们在平常开发过程中接触最多的就是 磁盘 IO（读写⽂件） 和 ⽹络 IO（⽹络请求和相
应）。
从应⽤程序的视⻆来看的话，我们的应⽤程序对操作系统的内核发起 IO 调⽤（系统调
⽤），操作系统负责的内核执⾏具体的 IO 操作。也就是说，我们的应⽤程序实际上只是
发起了 IO 操作的调⽤⽽已，具体 IO 的执⾏是由操作系统的内核来完成的。
当应⽤程序发起 I/O 调⽤后，会经历两个步骤：
1. 内核等待 I/O 设备准备好数据
2. 内核将数据从内核空间拷⻉到⽤户空间。
UNIX 系统下， IO 模型⼀共有 5 种： 同步阻塞 I/O、同步⾮阻塞 I/O、I/O 多路复⽤、信
号驱动 I/O 和异步 I/O。
这也是我们经常提到的 5 种 IO 模型。
BIO 属于同步阻塞 IO 模型 。
同步阻塞 IO 模型中，应⽤程序发起 read 调⽤后，会⼀直阻塞，直到在内核把数据拷⻉到
⽤户空间。
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