Java IO 模型常见面试题总结

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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。

一、前言

I/O（Input/Output）即输入/输出。

根据模型。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。

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（网络请求和响应）。

从应用程序的角度来看，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。

当应用程序发起 IO 调用后，会经历两个步骤：