[求解] io 到底是什么

[RedBeanIce]

背景

1 ，我的计网较差

2 ，我的操作系统理论较差

3 ，普通 Java 一枚

我理解的

1 ，了解一些 Java 的 io 基础，，理解的一般都是网络上的，内核交互已经被封装了。

2 ，nio 与 netty 有一些理解

3 ，

求解

1 ，io 到底是什么，入门了解可以查看什么资料

2 ，io 到底是什么，深入了解可以查看什么资料

[Cabana]

input/output

[learningman]

入门楼上已经帮你入完了，深入的话，你就把你差的那两个补好就好了

[RedBeanIce]

@Cabana
@learningman
没有系统的了解，还是不懂

[cheng6563]

IO 就是输入输出啊，常用的要么是对网络输入输出，要么对硬盘输入输出。
硬盘 IO 不能并发，所以能用就行资料并不太多。
网络 IO 因为能并发问题就复杂些了。
你想了解到啥程度？

[2NUT]

同步 异步 阻塞 非阻塞

理论上所有的东西都是 IO

都是 通讯模型

[ahhui]

i 是眼睛，o 是嘴巴

[cmdOptionKana]

这个要看上下文啊，IO 可以指很多东西。

而且，也没必要特别研究 IO ，等遇到问题再解决问题，搞具体一点，比抽象学习更高效。

[cpstar]

@ahhui 6# 窃以为，一个是嘴一个是...

[Ediacaran]

Read/Write

[villivateur]

@ahhui o 怎么可能是嘴巴？嘴巴也是 i

[duke807]

in 是進，out 是出，加起來就是一進一出，跑起來就是一進一出一進一出…

順便一提，很多人喜歡 .io 域名，就類似很多人設計 logo 喜歡用 pornhub logo 的配色，同樣的心理。

見這標題第一反應是 io 口，芯片的管腳。。。

[AllenHua]

不管是 cpu 内部的寄存器还是内存（掉电失去数据），还是永久性的 flash 存储设备（比如 hdd 、ssd ），我所理解，IO 的终点都是往这些存储介质中读和写数据。IO 的过程就不那么重要了，殊途同归。

[Caturra]

既然基础差，那么入门的方法就是补回基础。挑一本操作系统看看就理解了

[paradoxs]

直接理解为硬盘存储就行了

[WIN2333]

你需要补补操作系统的知识，就是输入输出，你跟硬盘交互需要输入输出，你的显示器，键盘等等，皆可称为 IO 设备。cpu 执行的是一条条指令，与 IO 设备交互属于特权指令，操作系统需要进入内核态，然后等待 IO 设备响应。Java 里面提到的不同的 IO 模式其实也是指操作系统跟 IO 设备交互式不同的方式，我在补操作系统的知识，有的地方说的可能不对。花点时间补补吧，挺有意思的。

[Leonard]

@villivateur #10 嘴巴自己就可以 io

[bigbyto]

我尝试回答一下，这问题其实不好解释。I/O 其实就是指输入和输出，它本身的定义是比较抽象的，我贴一段维基百科的定义:

In computing, input/output (I/O, or informally io or IO) is the communication between an information processing system, such as a computer, and the outside world, possibly a human or another information processing system. Inputs are the signals or data received by the system and outputs are the signals or data sent from it.

我大概翻译一下：在计算机领域，IO 是指信息系统(比如计算机)和外部世界之间的通信，这个"外部"有可能是人类，或者另外一个计算机。输入(Input)是指系统接收的信号或数据，输出(Output)是指系统发出的信号或数据。
Ref: https://en.wikipedia.org/wiki/Input/output

如果用 f 来表示 information processing system ，那么 IO 可以用下面公示表示
f(I) = O

通过上面定义可以知道 I/O 就是外部世界跟系统的一种通信，我们日常生活中的 I/O 设备很多，比如鼠标、键盘等都是属于 I/O 设备。而我们平时经常说的，大多是指文件 I/O ，网络 I/O ，它们所指的是程序跟磁盘，网卡之间的通信。

[duke807]

我再補充一下吧，其實編程領域的 io 和底層 cpu 架構有一定關係。

arm mips riscv 等 risc 架構的芯片（精簡指令集電腦），ram 、storage 、gpio 等各種 peripheral 都是映射到統一的地址空間（ address space ），讀寫對應的地址就可以讀寫 ram 、storage 和各種 peripheral 外設，對於軟件沒有 io 的說法。

然而，對於 x86 x64 這樣的 pc 機 cpu ，是 cisc 架構（複雜指令集電腦），複雜指令集 很複雜，讀寫 ram 和控制 peripheral 外設要用不同的 cpu 指令，其中訪問 peripheral 各種外設的指令的名字叫做 io 指令，所以後來讀寫硬盤、網絡什麼的，也就稱之為 io 操作了。（而讀寫 ram 不是 io 指令，所以不能稱之為 io 操作。）

[whx]

I/O 是一个高层次的抽象，可以理解为程序和外界的通信。

外界可以是其他程序，也可以是人类。

任何程序(指有意义的)，都是获取输入，产生输出。

[zhujinliang]

I/O 就是南桥负责的东西

[cpstar]

你们这么讲下去，不得把计算机体系结构讲一遍啊，LZ 更晕了。当然如果要补充知识，当然还是得补充这些基础知识的，而且 OP 最后两个问题，也确实是科班内容。

按照冯·诺伊曼体系结构，计算机使用存储计算模型，存储单元向计算单元提供数据，计算完的数据再回到存储单元，这便是 input 和 output ，然后理论上的存储单元在实践中，成为了很多东西，比如内存、硬盘、网络，比如键盘、鼠标、显示器等等。你写一个程序，甚至程序本身，就是先从外部存储器调入到内部存储器中，再加载到核心计算单元的高速缓存中，然后加加减减乘乘除除，以及逻辑运算，得出来一个结果，再一级一级返回，最终用一些东西呈现出来。

JAVA 中的 IO ，封装就比较完善了，但是这个完善是基于 JAVA 核心的，包括了很多 JAVA 不能做到的需要用 C 做到的 IO 内容，以及在此之上又用 JAVA 二次封装的很多东西，再以及一些组织和个人基于此再再次封装的更多功能的 API 包。

[sflypig]

所有运行的程序本质都是=指令+数据，cpu 只会去执行预定义好的机器指令，根据机器指令去运算数据。所有的数据都需要从内存读取到 cpu 内部的寄存器才能被 cpu 的运算器运算。

所以运行的程序的数据起码需要在内存中，cpu 才会通过指令可以直接读取访问到。而我们所知，现实的数据都是存在硬盘，或者经过网络传输。

从硬盘读取数据到内存和从内存写到数据到磁盘 就是磁盘 IO 的过程，从网络接口读取数据到内存和从内存写数据到网络接口 就是网络 IO 的过程，站在内存的视角，这两者对内存来说就是数据 INPUT/OUTPUT 。

所以 IO 到底是什么，它是一种行为，就是读取和写入数据到某个地方。关于这种行为如何实现，本质还是接口和指令的一层层封装，比如你的程序调用 netty 之类的网络库，库里最后会调用操作系统提供的 io 接口，操作系统提供的 io 接口会翻译成机器指令操作硬件。

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程序调用 netty 之类的网络库，内部发生的事情这个应该看 netty 的代码
库里最后会调用操作系统提供的 io 接口，之后发生什么事情，建议学习大学计算机课程 操作系统
操作系统提供的 io 接口会翻译成机器指令操作硬件，如何翻译成机器指令操作硬件，建议学习大学计算机课程 计算机组成原理

[night98]

一个输入，一个输出，
啥意思，输入就是从某个地方拿进内存，输出就是从内存拿到别的地方去，你大致就这么理解就行了，什么网络 io 文件 io 基本上都是这个套路，键盘和显示器差不多也是这么个套路

[zmqiang]

看到已经有很多专业的解释了，我这边提供一个比喻：

我们日常的程序指令是通过 CPU 执行的，就像是显示工厂里的一个车间，按照操作步骤进行产品的组装工作。一些组装的原料和成品，放在工厂自己的仓库里，这个类似计算机里的硬盘。还有一些原料和成品是通过外面的公司提供的，这个就类似计算机里的网络。

而 IO ，指的就是车间和本地仓库或者外面公司交互的过程，也就是现实中的物流系统。最大的特点是慢。nio 、netty 这些概念相当于一个专门搞物流的人，存在的意义就是怎么样合理安排物流，尽量减少对车间工作的影响。

IO 本身不是一个实体，也不是一个复杂概念，只是对一个特定过程的称呼，我感觉本身没什么好了解。但是如何慢的 IO 和快的 CPU 进行统筹，降低 IO 对系统的影响，这里面是有很多技巧的。