3.1介绍一下java中的IO流

IO是实现对数据的输入与输出操作，java把不同的输入/输出源(键盘、文件、网络等)抽象表述为流。
【按照数据流向】：将流分成输入流和输出流，其中输入流只能读取数据，不能写入数据；而输出流只能写入数据，不能读取数据。
【按照数据类型】：可以将流分成字节流和字符流，其中字节流操作的数据单元是8位的字节，而字符流操作的数据单元是16位的字符。
【按照处理功能】：可以将流分为节点流和处理流，其中节点流可以从/向一个特定的IO设备(磁盘、网络等)读/写数据；而处理流是对节点流的封装，用于简化数据读/写功能或提高效率。
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以File开头的文件流用于访问文件；
以ByteArray/CharArray开头的流用于访问内存中的数组；
以Piped开头的管道流用于访问管道，实现进程之间的通信；
以String开头的流用于访问内存中的字符串；
以Buffered开头的缓冲流，用于在读写数据时对数据进行缓存，以减少IO次数；
InputStreamReader、InputStreamWriter是转换流；用于将字节流转换成字符流；
以Object开头的流是对象流，用于实现对象的序列化；
以Print开头的流是打印流，用于简化打印操作；

3.2怎么用流打开一个大文件

打开打文件，应该避免直接将文件中的数据全部读取到内存中，可以采用分次读取的方式。
（1）使用缓冲流。缓冲流内部维护了一个缓冲区，通过与缓冲区的交互，减少与设备的交互次数。使用缓冲输入流时，它每次回读取一批数据将缓冲区填满，每次调用读取方法并不是直接从设备取值，而是从缓冲区取值，当缓冲区为空时，它会再一次读取数据，将缓冲区填满。使用缓冲输出流时，每次调用写入方法并不是直接写入到设备，而是写入缓冲区，当缓冲区填满时它会自动刷入设备。
（2）使用NIO。NIO采用内存映射文件的方式来处理输入/输出，NIO将文件或文件的一段区域映射到内存中，这样就可以像访问内存一样来访问文件了(这种方式模拟了操作系统的虚拟内存的概念)，通过这种方式来进行输入/输出比传统的输入/输出要快很多。

3.3为什么java中的Buffered缓冲流使IO效率高？

（1）首先是初始化，如果不指定缓冲区的大小，会默认创建8192长度的数组；
（2）以FileInputStream和BufferedInputStream为例，fis的read()方法有三种读取的方式构成重载，分别是读一个字节、读取一个数组长度的内容到数组中以及从文件off位置读入len这么长的字节到byte数组中。FileInputStream的read方法如果是不带任何参数，每次都从文件从读取一字节的话，就需要交互非常多次。而如果使用Buffered缓冲流的read()方法，默认会从文件中读取8K内容进内存，之后直接从内存中读取数据。如果是二者读取的内容差不多的话，效率应该也是差不多的。Buffered缓冲流是典型地以空间换时间。

3.4说说NIO的实现原理

java的NIO主要由三个核心部分组成：Channel、Buffer、Selector
Channel：基本上，所有的IO在NIO都从一个Channel开始，数据可以从Channel读到Buffer中，也可以从Buffer读到Channel中。Channel有好几种类型，其中比较常用的有FileChannel、DatagramChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel等，这些通道涵盖了UDP和TCP网络IO以及文件IO。
Buffer：本质上是一块可以写入数据，然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象，并提供了一组方法，用来方便的访问这块内存。java Nio里关键的Buffer实现有CharBuffer、ByteBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBuffer。这些Buffer覆盖了你能通过IO发送的基本数据类型。Buffer对象中包含了是哪个重要的属性，分别是capacity、position、limit，其中position和limit的含义取决于Buffer是读模式还是写模式。但不管Buffer处在什么模式，capacity的含义都是一样的。
【capacity】：作为一个内存块，Buffer有个固定的最大值，就是capacity。Buffer只能写capacity个数据，一旦Buffer写满了，需要将其清空才能继续往里边写数据。
【position】：当写数据到Buffer时，position表示当前的数据。初始的position的值为0.当一个数据写到Buffer后，position会向前移动到下一个可插入数据的Buffer单元。position的最大值可为capacity-1。当读取数据时，也是从某个特定位置读。当将Buffer从写模式切换到读模式时，position会重置为0，limit重置为写模式下的position。从Buffer的position处读取数据时，position向前移动到下一个可读的位置。
【limit】：在写模式下，Buffer中的limit表示能最多往Buffer中写多少数据，此时limit=capacity。当切换到读模式下，limit表示你能读到多少数据，limit=写模式下的position。
另外，初始化Buffer的时候是写模式，可使用filp()方法切换到读模式。
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Selector：允许单个线程处理多个Channel。如果你的应用打开了多个连接(通道)，但每个连接的流量都很低，使用Selector就会很方便。要使用Selector，就得向Selector注册Channel，然后调用它的select()方法，这个方法会一直阻塞到某个注册的通道有事件就绪。一旦这个方法返回，线程就可以处理这些事件。例如：新的连接事件、读取事件等。
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3.5介绍一下java的序列化和反序列化

序列化就是将一个java对象转化成字节序列，这些字节序列可以存储在磁盘上，也可以在网络中传输。
反序列化就是将字节序列再恢复成原来的java对象。如果对象要支持序列化机制，它所在的类就必须实现Serialzable接口,这个接口不提供任何方法，仅表示支持序列化机制，起标识作用，说明该类是支持序列化的。像包装类，String类和Date类就实现了Serizable接口。
如果需要将java对象转化为字节序列，就需要调用ObjectOutputStream的writeObject()方法，以输出对象序列。
如果需要将字节序列恢复成java对象，就需要调用ObjectInputStream的readObject()方法，将对象序列恢复成对象。

3.6Serializable接口为什么需要定义serialVersionUID变量？

serialVersionUid代表的是序列化的版本，通过定义类的序列化版本，在反序列化时，只要对象所存的版本与当前类的版本一直，就允许做恢复数据的操作，否则将会抛出序列化版本不一致的错误。
如果不定义序列化版本，在反序列化时可能出现冲突的情况，例如：
（1）创建该类的实例，并将这个实例序列化，保存在磁盘上；
（2）升级这个类，例如增加、删除、修改这个类的成员变量；
（3）反序列化该类的实例，从磁盘上恢复修改之前保存的数据；
在第三步恢复数据的时候，当前的类已经和序列化的数据的格式起了冲突，可能会发生各种意想不到的问题。增加了序列化版本之后，在这种情况下则可以抛出异常，以提示这种矛盾的存在，提高数据的安全性。

3.7除了java自带的序列化之外，你还了解哪些序列化工具？

【Json】：
（1）目前使用比较频繁的格式化数据工作，简单直观，可读性好，有jackson，gson，fastjson等等。
（2）json进行序列化的额外空间开销大，json序列化器是基于字符串(json串)，速度较慢；对于大数据量服务意味着巨大的内存和磁盘开销。
【Kryo】：
（1）和很多其他的序列化框架一样，Kryo 为了提供性能和减小序列化结果体积，提供注册的序列化对象类的方式。在注册时，会为该序列化类生成 int ID，后续在序列化时使用 int ID 唯一标识该类型。
（2）Kryo 不是线程安全的。每个线程都应该有自己的 Kryo 对象、输入和输出实例。因此在多线程环境中，可以考虑使用 ThreadLocal 或者对象池来保证线程安全性。
（3）不需要实现Serializable接口。
（4）相较于 JDK 自带的序列化方式，Kryo 的性能更快，并且由于 Kryo 允许多引用和循环引用，在存储开销上也更小。只不过，虽然 Kryo 拥有非常好的性能，但其自身却舍去了很多特性，例如线程安全、对序列化对象的字段修改等。虽然这些弊端可以通过 Kryo 良好的扩展性得到一定的满足，但是对于开发者来说仍然具有一定的上手难度，不过这并不能影响其在 Java 中的地位。
【Protobuf】：一个用来序列化结构化数据的技术，支持多种诸如c++、java以及python语言，可以使用该技术来持久化数据或者序列化成网络传输的数据。相比较一些其他的xml技术而言，该技术的一个明显特点就是更加节省空间(以二进制存储)、速度更快以及更加灵活。另外Protobuf支持的数据类型相对较少，不支持常量类型。

3.8如果不使用json工具，该如何实现对实体类的序列化？

（1）可以使用java原生的序列化机制，但是效率比较低一点，适合小项目
（2）可以使用第三方类库，比如Kryo、Protobuf等等。