I/O流的概念
I/O流 即輸入Input流/ 輸出Output流的縮寫，常見的是電腦屏幕輸出設備和鍵盤鼠標輸入設備是辕，其廣義上的定義就是：數(shù)據(jù)在內(nèi)部存儲器和外部存儲器或其他周邊設備之間的輸入和輸出孕豹；即：數(shù)據(jù)/ 輸入/ 輸出痊臭。
流是一個抽象但形象的概念该溯，Java中把不同的輸入/輸出源(鍵盤，文件璃诀，網(wǎng)絡連接等)抽象的表述為 “流”(Stream)∶锵唬可以簡單理解成一個數(shù)據(jù)的序列劣欢，輸入流表示從一個源讀取數(shù)據(jù)，輸出流則表示向一個目標寫數(shù)據(jù)裁良，在Java程序中凿将，對于數(shù)據(jù)的輸入和輸出都是采用 “流” 這樣的方式進行的。
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I/O流的分類
按流向分：輸入流价脾，輸出流
輸入流：只能從中讀取數(shù)據(jù)牧抵，不能寫入數(shù)據(jù)
輸出流，只能向其寫入數(shù)據(jù)，不能讀取數(shù)據(jù)
這里的輸入輸出是相對而言的犀变，在本地用程序讀寫文件時妹孙，始終是以程序為中心，即程序從文件中讀取時就是硬盤向內(nèi)存中輸入获枝，程序向文件中寫入就是內(nèi)存向硬盤輸出蠢正。
但對于服務器和客戶端來說，服務器將數(shù)據(jù)輸出到網(wǎng)絡中省店，這是Sever端程序的輸出流嚣崭。客戶端從網(wǎng)絡中讀取數(shù)據(jù)萨西，這是Client端的輸入流有鹿。
按操作單元分：字節(jié)流和字符流
字節(jié)流：圖片、視頻文件中存儲的都是二進制的字節(jié)（byte）谎脯。直觀的想法葱跋，以一個字節(jié)單位來運輸?shù)模热缫槐槐娜∷?/p>
以InputStream和OutputStream作為基類
字符流：一般文本文件中存放都是有明確含義的源梭，可供人閱讀理解的字符（char）娱俺。直觀的想法，以多個字節(jié)來運輸?shù)姆下椋热缫煌耙煌暗娜∷恚煌八挚梢苑譃閹妆?/p>
以Reader和Writer作為基類
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不管是文本、還是圖書烛愧、視頻最終在磁盤上的時候都是按照byte存儲的油宜。因此，Java要提供基于字符流的機制怜姿，就要處理字節(jié)和字符的相互轉化慎冤，這里就涉及字符集合字符編碼的問題。
字節(jié)流和字符流的區(qū)別：
字節(jié)流讀取單個字節(jié)沧卢，字符流讀取單個字符（一個字符根據(jù)編碼的不同蚁堤，對應的字節(jié)也不同，如 UTF-8 編碼是 3 個字節(jié)但狭，中文編碼是 2 個字節(jié)披诗。）字節(jié)流用來處理二進制文件（圖片、MP3立磁、視頻文件）呈队。
字符流用來處理文本文件（可以看做是特殊的二進制文件，使用了某種編碼唱歧，人可以閱讀）掂咒。
簡而言之，字節(jié)是個計算機看的，字符才是給人看的绍刮。
其實現(xiàn)子類：FileInputStream和FileOutputStream可以對任意類型的文件進行讀寫操作温圆，但 FileReader和FileWriter只能對純文本文件進行操作。
從網(wǎng)上找來一張圖孩革，方便對Java I/O有個總統(tǒng)的認識岁歉。從這張圖可以很清楚的看清Java I/O的字節(jié)流和字符流的整體情況。
IO體系的基類
InputStream/Reader,OutputStream/Writer
InputStream和Reader是所有輸入流的抽象基類膝蜈，本身并不能創(chuàng)建實例來執(zhí)行輸入锅移，但它們將成為所有輸入流的模板，所以他們的方法是所有輸入流都可使用的方法饱搏。
- InputStream 讀文件方法
int read():從輸入流中讀取單個字節(jié)非剃，返回所讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)(字節(jié)數(shù)據(jù)可直接轉為int型)
int read(byte []):從輸入流中最多讀取b.length個字節(jié)的數(shù)據(jù)，并將其存儲在字節(jié)數(shù)組b中推沸，返回實際讀取的字節(jié)數(shù)备绽。
int read(byte[], int off, int len): 從輸入流中最多讀取len個字節(jié)的數(shù)據(jù)，并將其存儲在數(shù)組b中鬓催，放入b數(shù)組時肺素，并不是從數(shù)組起點開始，而是從off位置開始宇驾，返回實際讀取的字節(jié)數(shù)
- Reader讀文件方法
int read():從輸入流中讀取單個字符倍靡，返回所讀取的字符數(shù)據(jù)(可直接轉為int類型)
int read(char[]):從輸入流中最多讀取b.length個字符的數(shù)據(jù)，并將其存儲在數(shù)組b中课舍，返回實際讀取的字符數(shù)塌西。
int read(char[] b, int off, int len):從輸入流中最多讀取len個字符的數(shù)據(jù)，并將其存儲在數(shù)組b中筝尾，放入數(shù)組b時捡需，并不是從數(shù)組七點開始，而是從off位置開始忿等，返回實際讀取的字符數(shù)。
- OutputStream寫文件方法
void write(int c):將指定的字節(jié)/字符輸出到輸出流中崔挖，c可以代表字節(jié)贸街，也可以代表字符
void write(byte[]/byte[] buf):將字節(jié)數(shù)組，字符數(shù)組的數(shù)據(jù)輸出到指定輸出流中
void write(byte[]/byte[] buf, int off, int len):將字節(jié)數(shù)組/字符數(shù)組從off位置開始狸相，長度為len的字節(jié)/字符數(shù)組輸出到輸出流中
- Writer寫文件方法
因為字符流直接以字符為操作單位薛匪，所以Writer可以用字符串代替字符數(shù)組，即以String對象為參數(shù)脓鹃。Writer中還包括這兩個方法：
void write(String str):將str字符串里包含的字符輸出到指定輸出流中
void write(String str, int off, int len):將str字符串里從off位置開始逸尖，長度為len的字符輸出到指定輸出流中
IO常用類
- 文件流：FileInputStream/FileOutputStream， FileReader/FileWriter
FileInputStream/FileOutputStream， FileReader/FileWriter是專門操作文件流的娇跟，用法高度相似岩齿，區(qū)別在于前面兩個是操作字節(jié)流，后面兩個是操作字符流苞俘。它們都會直接操作文件流盹沈，直接與OS底層交互。因此他們也被稱為節(jié)點流吃谣。
使用這幾個流的對象之后乞封，需要關閉流對象，因為java垃圾回收器不會主動回收岗憋。
不過在Java7之后肃晚，可以在 try() 括號中打開流，最后程序會自動關閉流對象仔戈，不再需要顯示的close关串。
下面演示這四個流對象的基本用法
//FileInputStream一個一個字節(jié)讀取
public class FileInputStreamDemo1 {
public static void main(String[] args) throws IOException{
FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\a.txt");
//讀取一個字節(jié),調用方法read 返回int
//使用循環(huán)方式,讀取文件, 循環(huán)結束的條件 read()方法返回-1
int len = 0;//接受read方法的返回值
while( (len = fis.read()) != -1){
System.out.print((char)len);
}
//關閉資源
fis.close();
}
}
//FileInputStream讀取字節(jié)數(shù)組
public class FileInputStreamDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\a.txt");
//創(chuàng)建字節(jié)數(shù)組
byte[] b = new byte[1024];
int len = 0 ;
while( (len = fis.read(b)) !=-1){
System.out.print(new String(b,0,len));
}
fis.close();
}
}
//FileOutputStream寫單個字節(jié)
public class FileOutputStreamDemo {
public static void main(String[] args)throws IOException {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\a.txt");
//流對象的方法write寫數(shù)據(jù)
//寫1個字節(jié)
fos.write(97);
//關閉資源
fos.close();
}
}
//FileOutputStream寫字節(jié)數(shù)組
public class FileOutputStreamDemo {
public static void main(String[] args)throws IOException {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\a.txt");
//流對象的方法write寫數(shù)據(jù)
//寫字節(jié)數(shù)組
byte[] bytes = {65,66,67,68};
fos.write(bytes);
//寫字節(jié)數(shù)組的一部分,開始索引,寫幾個
fos.write(bytes, 1, 2);
//寫入字節(jié)數(shù)組的簡便方式
//寫字符串
fos.write("hello".getBytes());
//關閉資源
fos.close();
}
}
//字符流復制文本
//FileReader讀取數(shù)據(jù)源,FileWriter寫入到數(shù)據(jù)目的
public class Copy {
public static void main(String[] args) {
FileReader fr = null;
FileWriter fw = null;
try{
fr = new FileReader("c:\\1.txt");
fw = new FileWriter("d:\\1.txt");
char[] cbuf = new char[1024];
int len = 0 ;
while(( len = fr.read(cbuf))!=-1){
fw.write(cbuf, 0, len);
fw.flush();
}
}catch(IOException ex){
System.out.println(ex);
throw new RuntimeException("復制失敗");
}finally{
try{
if(fw!=null)
fw.close();
}catch(IOException ex){
throw new RuntimeException("釋放資源失敗");
}finally{
try{
if(fr!=null)
fr.close();
}catch(IOException ex){
throw new RuntimeException("釋放資源失敗");
}
}
}
}
}
- 轉換流：InputStreamReader/OutputStreamWriter
InputStreamReader/OutputStreamWriter可以將字節(jié)流轉換成字符流，被稱為字節(jié)流與字符流之間的橋梁杂穷。經(jīng)常在讀取鍵盤輸入(System.in)或網(wǎng)絡通信的時候悍缠，需要使用這兩個類。
轉換流作用：
1 . 是字符流和字節(jié)流之間的橋梁
2 . 可對讀取到的字節(jié)數(shù)據(jù)經(jīng)過指定編碼換成字符
3 . 可對讀取到的字符數(shù)據(jù)經(jīng)過指定編碼轉成字節(jié)
/*
* 轉換流對象OutputStreamWriter寫文本
* 采用UTF-8編碼表寫入
*/
public static void writeUTF()throws IOException{
//創(chuàng)建字節(jié)輸出流耐量，綁定文件
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\utf.txt");
//創(chuàng)建轉換流對象飞蚓，構造方法保證字節(jié)輸出流，并指定編碼表是UTF-8
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"UTF-8");
osw.write("你好");
osw.close();
}
/*
* 轉換流對象 OutputStreamWriter寫文本
* 文本采用GBK的形式寫入
*/
public static void writeGBK()throws IOException{
//創(chuàng)建字節(jié)輸出流廊蜒，綁定數(shù)據(jù)文件
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\gbk.txt");
//創(chuàng)建轉換流對象趴拧，構造方法，綁定字節(jié)輸出流山叮，使用GBK編碼表
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos);
//轉換流寫數(shù)據(jù)
osw.write("你好");
osw.close();
}
/*
* 轉換流,InputSteamReader讀取文本
* 采用UTF-8編碼表,讀取文件utf
*/
public static void readUTF()throws IOException{
//創(chuàng)建自己輸入流,傳遞文本文件
FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\utf.txt");
//創(chuàng)建轉換流對象,構造方法中,包裝字節(jié)輸入流,同時寫編碼表名
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");
char[] ch = new char[1024];
int len = isr.read(ch);
System.out.println(new String(ch,0,len));
isr.close();
}
/*
* 轉換流,InputSteamReader讀取文本
* 采用系統(tǒng)默認編碼表,讀取GBK文件
*/
public static void readGBK()throws IOException{
//創(chuàng)建自己輸入流,傳遞文本文件
FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\gbk.txt");
//創(chuàng)建轉換流對象,構造方法,包裝字節(jié)輸入流
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);
char[] ch = new char[1024];
int len = isr.read(ch);
System.out.println(new String(ch,0,len));
isr.close();
}
- 緩沖流：BufferedReader/BufferedWriter 著榴， BufferedInputStream/BufferedOutputStream
沒有經(jīng)過Buffered處理的IO， 意味著每一次讀和寫的請求都會由OS底層直接處理屁倔，這會導致非常低效的問題脑又。
經(jīng)過Buffered處理過的輸入流將會從一個buffer內(nèi)存區(qū)域讀取數(shù)據(jù)，本地API只會在buffer空了之后才會被調用（可能一次調用會填充很多數(shù)據(jù)進buffer）锐借。
經(jīng)過Buffered處理過的輸出流將會把數(shù)據(jù)寫入到buffer中问麸，本地API只會在buffer滿了之后才會被調用。
BufferedReader/BufferedWriter可以將字符流(Reader)包裝成緩沖流钞翔，這是最常見用的做法严卖。
另外，BufferedReader提供一個readLine()可以方便地讀取一行布轿，因此BufferedReader也被稱為行讀取器哮笆。而FileInputStream和FileReader只能讀取一個字節(jié)或者一個字符来颤。
在原有的節(jié)點流對象外部包裝緩沖流，為IO流增加了內(nèi)存緩沖區(qū)稠肘，增加緩沖區(qū)的兩個目的:
1 .允許IO一次不止操作一個字符福铅，這樣提高整個系統(tǒng)的性能
2 .由于有緩沖區(qū)，使得在流上執(zhí)行skip启具，mark和reset方法都成為可能
緩沖流要套接在節(jié)點流之上本讥，對讀寫的數(shù)據(jù)提供了緩沖功能，增加了讀寫的效率鲁冯，同時增加了一些新的方法拷沸。例如：BufferedReader中的readLine方法，BufferedWriter中的newLine方法薯演。
//字符輸入流
BufferedReader(Reader in)//創(chuàng)建一個32字節(jié)的緩沖區(qū)
BufferedReader(Reader in, int size)//size為自定義緩存區(qū)的大小
//字符輸出流
BufferedWriter(Writer out)
BufferedWriter(Writer out, int size)
//字節(jié)輸入流
BufferedInputStream(InputStream in)
BufferedInputStream(InputStream in, int size)
//字節(jié)輸出流
BufferedOutputStream(OutputStream in)
BufferedOutputStream(OutputStream in, int size)
對于輸出的緩沖流撞芍，BufferedWriter和BufferedOutputStream會先在內(nèi)存中緩存，使用flush方法會使內(nèi)存中的數(shù)據(jù)立刻寫出跨扮。
//字節(jié)輸出流緩沖流BufferedOutputStream
public class BufferedOutputStreamDemo {
public static void main(String[] args)throws IOException {
//創(chuàng)建字節(jié)輸出流,綁定文件
//FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\buffer.txt");
//創(chuàng)建字節(jié)輸出流緩沖流的對象,構造方法中,傳遞字節(jié)輸出流
BufferedOutputStream bos = new
BufferedOutputStream(new FileOutputStream("c:\\buffer.txt"));
bos.write(55);
byte[] bytes = "HelloWorld".getBytes();
bos.write(bytes);
bos.write(bytes, 3, 2);
bos.close();
}
}
//字節(jié)輸入流緩沖流BufferedInputStream
public class BufferedInputStreamDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException{
//創(chuàng)建字節(jié)輸入流的緩沖流對象,構造方法中包裝字節(jié)輸入流,包裝文件
BufferedInputStream bis = new
BufferedInputStream(new FileInputStream("c:\\buffer.txt"));
byte[] bytes = new byte[10];
int len = 0 ;
while((len = bis.read(bytes))!=-1){
System.out.print(new String(bytes,0,len));
}
bis.close();
}
}
//字符流緩沖區(qū)流復制文本文件
*
* 使用緩沖區(qū)流對象,復制文本文件
* 數(shù)據(jù)源 BufferedReader+FileReader 讀取
* 數(shù)據(jù)目的 BufferedWriter+FileWriter 寫入
* 讀取文本行, 讀一行,寫一行,寫換行
*/
public class Copy_1 {
public static void main(String[] args) throws IOException{
BufferedReader bfr = new BufferedReader(new FileReader("c:\\w.log"));
BufferedWriter bfw = new BufferedWriter(new FileWriter("d:\\w.log"));
//讀取文本行, 讀一行,寫一行,寫換行
String line = null;
while((line = bfr.readLine())!=null){
bfw.write(line);
bfw.newLine();
bfw.flush();
}
bfw.close();
bfr.close();
}
}
- 對象流(ObjectInputStream/ObjectOutputStream)
如果我們要寫入文件內(nèi)的數(shù)據(jù)不是基本數(shù)據(jù)類型(使用DataInputStream),也不是字符型或字節(jié)型數(shù)據(jù)序无，而是一個對象，應該怎么寫?這個時候就用到了處理流中的對象流衡创。
對象的序列化
對象中的數(shù)據(jù)帝嗡，以流的形式，寫入到文件中保存過程稱為寫出對象璃氢，對象的序列化
ObjectOutputStream將對象寫道文件中哟玷，實現(xiàn)序列化
對象的反序列化
在文件中，以流的形式一也，將對象讀出來巢寡，讀取對象，對象的反序列化
ObjectInputStream 將文件對象讀取出來
注意：
先序列化后反序列化椰苟； 反序列化順序必須與序列化一致
不是所有對象都可以序列化 必須實現(xiàn) java.io.Serializable
-
不是所有屬性都需要序列化 不需要序列化的屬性 要加 transient
public class Person implements Serializable { private String name; private int age; private transient String intro; //不需要序列化 public Person(String name, int age, String intro) { this.name = name; this.age = age; this.intro = intro; } public String getName() { return name; } public int getAge() { return age; } public String getIntro() { return intro; } public void setName(String name) { this.name = name; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public void setIntro(String intro) { this.intro = intro; } public String toString(){ return name + " " + age + " " + intro; } }image.gif進行序列化和反序列化后：
public class WriteObject { public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException { ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream( new File("d:\\test.txt")))); oos.writeObject(new Person("shi",13,"A")); oos.writeObject(new Person("zhang",15,"B")); oos.writeObject(new Person("hao",18,"C")); oos.close(); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new BufferedInputStream( new FileInputStream(new File("d:\\test.txt")))); Person p1 = (Person) ois.readObject(); Person p2 = (Person) ois.readObject(); Person p3 = (Person) ois.readObject(); ois.close(); System.out.println(p1); System.out.println(p2); System.out.println(p3); } }image.gif可以發(fā)現(xiàn)抑月，自定義類中被transient 標記的數(shù)據(jù)將不被序列化和反序列化，而且自定義類也必須要實現(xiàn)Serializable接口舆蝴。
注意：
ObjectOutputStream 對JAVA對象進行序列化處理谦絮，處理后的對象不是文本數(shù)據(jù)。所以數(shù)據(jù)保存到文件中后洁仗，用記事本层皱、寫字板、Word等文本編輯器打開京痢，是無法識別的奶甘，一定會顯示亂碼篷店。只有使用相同版本的Java的ObjectInputStream進行讀取操作祭椰，方可獲取文件中的對象內(nèi)容臭家。
序列化時的參數(shù)類型和反序列化時的返回類型都是Object類型，所以在反序列化接收類對象數(shù)據(jù)時要用強制類型轉換方淤。
總結上面幾種流的應用場景：
- FileInputStream/FileOutputStream 需要逐個字節(jié)處理原始二進制流的時候使用钉赁，效率低下
- FileReader/FileWriter 需要組個字符處理的時候使用
- StringReader/StringWriter 需要處理字符串的時候，可以將字符串保存為字符數(shù)組
- PrintStream/PrintWriter 用來包裝FileOutputStream 對象携茂，方便直接將String字符串寫入文件
- Scanner 用來包裝System.in流你踩，很方便地將輸入的String字符串轉換成需要的數(shù)據(jù)類型
- InputStreamReader/OutputStreamReader , 字節(jié)和字符的轉換橋梁，在網(wǎng)絡通信或者處理鍵盤輸入的時候用
- BufferedReader/BufferedWriter 讳苦， BufferedInputStream/BufferedOutputStream 带膜， 緩沖流用來包裝字節(jié)流后者字符流，提升IO性能鸳谜，BufferedReader還可以方便地讀取一行膝藕，簡化編程。
參考文章：
