一、IO 流简介

IO（Input/Output）是计算机中输入和输出操作的总称，描述了数据在计算机内存和外部设备之间的传输。数据的输入是指将外部数据传递到计算机内存，而输出则是指将内存中的数据传输到外部存储介质，如文件、数据库或网络。

IO 流的概念源自于水流，数据传输的过程类似于水的流动，因此称为“流”。

输入流和输出流

在 Java 中，IO 流分为两类：

• 输入流：用于读取数据的流，继承自 InputStream 或 Reader 类。
• 输出流：用于写入数据的流，继承自 OutputStream 或 Writer 类。

一、装饰器模式

装饰器模式（Decorator Pattern）

装饰器模式 是一种结构型设计模式，旨在允许动态地为对象添加额外的功能，而无需修改其代码。通过装饰器模式，可以在不改变原有对象的情况下，拓展其功能。该模式通常通过继承关系比较复杂的类来增强功能，特别适合 IO 流的扩展场景。

装饰器模式的核心思想是通过组合而非继承的方式，给原始对象添加额外功能。对于 IO 流来说，FilterInputStream 和 FilterOutputStream 就是装饰器模式的核心，分别用于增强 InputStream 和 OutputStream 的功能。

一、何为 I/O?

I/O（Input/Output） 即 输入／输出，是计算机与外部设备之间进行数据交换的过程。它包括从外部设备获取数据（输入）以及将数据输出到外部设备（输出）。在计算机系统中，I/O 操作通常是指通过硬件设备与操作系统进行交互来进行数据传输。

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从计算机结构的角度来看 I/O

根据 冯·诺依曼结构，计算机系统分为五大部分：

1. 运算器：负责执行运算操作。
2. 控制器：控制各个部分的协调与数据流动。
3. 存储器：存储数据和程序指令。
4. 输入设备：向计算机输入数据（例如：键盘、鼠标）。
5. 输出设备：计算机输出数据（例如：显示器、打印机）。

一、NIO 简介

在传统的 Java I/O 模型（BIO）中，每当线程发起 I/O 操作时，它会被阻塞直到操作完成。假设系统有多个并发连接时，每个连接都需要独立的线程进行处理。这就会带来显著的性能问题，因为线程的创建和上下文切换有一定的开销。

为了解决这个问题，Java 1.4 引入了 NIO（New IO，也称为 Non-blocking IO），它突破了传统阻塞 I/O 模型的局限性，提供了非阻塞、基于缓冲区和通道的 I/O 机制，能够在少量线程的支持下同时处理多个连接，从而显著提升了 I/O 的效率和并发处理能力。