18 Java学习之IO概述

Posted 2021-01-13 Hermioner

IO概述

Java IO 是一套Java用来读写数据（输入和输出）的API。大部分程序都要处理一些输入，并由输入产生一些输出。Java为此提供了java.io包。

Java的IO包主要关注的是从原始数据源的读取以及输出原始数据到目标媒介。以下是最典型的数据源和目标媒介：

• 文件
• 管道
• 网络连接
• 内存缓存
• System.in, System.out, System.error(注：Java标准输入、输出、错误输出)

下面这张图描绘了一个程序从数据源读取数据，然后将数据输出到其他媒介的原理：

流

流是个抽象的概念，是对输入输出设备的抽象，Java程序中，对于数据的输入/输出操作都是以“流”的方式进行。设备可以是文件，网络，内存等。

流具有方向性，至于是输入流还是输出流则是一个相对的概念，一般以程序为参考，如果数据的流向是程序至设备，我们成为输出流，反之我们称为输入流。

可以将流想象成一个“水流管道”，水流就在这管道中形成了，自然就出现了方向的概念。

当程序需要从某个数据源读入数据的时候，就会开启一个输入流，数据源可以是文件、内存或网络等等。相反地，需要写出数据到某个数据源目的地的时候，也会开启一个输出流，这个数据源目的地也可以是文件、内存或网络等等。

流的分类

可以从不同的角度对流进行分类：

1. 处理的数据单位不同，可分为：字符流，字节流

2.数据流方向不同，可分为：输入流，输出流

3.功能不同，可分为：节点流，处理流

1. 和 2. 都比较好理解，对于根据功能分类的，可以这么理解：

节点流：节点流从一个特定的数据源读写数据。即节点流是直接操作文件，网络等的流，例如FileInputStream和FileOutputStream，他们直接从文件中读取或往文件中写入字节流。

处理流：“连接”在已存在的流（节点流或处理流）之上通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。过滤流是使用一个已经存在的输入流或输出流连接创建的，过滤流就是对节点流进行一系列的包装。例如BufferedInputStream和BufferedOutputStream，使用已经存在的节点流来构造，提供带缓冲的读写，提高了读写的效率，以及DataInputStream和DataOutputStream，使用已经存在的节点流来构造，提供了读写Java中的基本数据类型的功能。他们都属于过滤流。

类InputStream, OutputStream, Reader 和Writer

一个程序需要InputStream或者Reader从数据源读取数据，需要OutputStream或者Writer将数据写入到目标媒介中。以下的图说明了这一点：

InputStream和Reader与数据源相关联，OutputStream和writer与目标媒介相关联。

java中的字符是Unicode编码的，是双字节的。InputStream是用来处理字节的，在处理字符文本时很不方便。Java为字符文本的输入提供了专门的一套类Reader。Reader类是字符输入流的抽象类，所有字符输入流的实现都是它的子类。

常见流类介绍：

节点流类型常见的有：

对文件操作的字符流有FileReader/FileWriter，字节流有FileInputStream/FileOutputStream。

处理流类型常见的有：

缓冲流：缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，对读写的数据提供了缓冲的功能，提高了读写效率，同事增加了一些新的方法。

　　字节缓冲流有BufferedInputStream/BufferedOutputStream，字符缓冲流有BufferedReader/BufferedWriter，字符缓冲流分别提供了读取和写入一行的方法ReadLine和NewLine方法。

　　对于输出地缓冲流，写出的数据，会先写入到内存中，再使用flush方法将内存中的数据刷到硬盘。所以，在使用字符缓冲流的时候，一定要先flush，然后再close，避免数据丢失。

转换流：用于字节数据到字符数据之间的转换。

　　仅有字符流InputStreamReader/OutputStreamWriter。其中，InputStreamReader需要与InputStream“套接”，OutputStreamWriter需要与OutputStream“套接”。

数据流：提供了读写Java中的基本数据类型的功能。

　　DataInputStream和DataOutputStream分别继承自InputStream和OutputStream，需要“套接”在InputStream和OutputStream类型的节点流之上。

对象流：用于直接将对象写入写出。

　　流类有ObjectInputStream和ObjectOutputStream，本身这两个方法没什么，但是其要写出的对象有要求，该对象必须实现Serializable接口，来声明其是可以序列化的。否则，不能用对象流读写。

　　还有一个关键字比较重要，transient，由于修饰实现了Serializable接口的类内的属性，被该修饰符修饰的属性，在以对象流的方式输出的时候，该字段会被忽略

Java IO的用途和特征

Java IO中包含了许多InputStream、OutputStream、Reader、Writer的子类。这样设计的原因是让每一个类都负责不同的功能。这也就是为什么IO包中有这么多不同的类的缘故。各类用途汇总如下：

• 文件访问
• 网络访问
• 内存缓存访问
• 线程内部通信(管道)
• 缓冲
• 过滤
• 解析
• 读写文本 (Readers / Writers)
• 读写基本类型数据 (long, int etc.)
• 读写对象

Java IO类概述表

已经讨论了数据源、目标媒介、输入、输出和各类不同用途的Java IO类，接下来是一张通过输入、输出、基于字节或者字符、以及其他比如缓冲、解析之类的特定用途划分的大部分Java IO类的表格。

 

 

参考文献：

https://www.cnblogs.com/shitouer/archive/2012/12/19/2823641.html

http://ifeve.com/overview/

https://www.cnblogs.com/biehongli/p/6074713.html