IO

IO流是輸入和輸出的接觸。

分類

1 輸入流惨远，輸出流

輸入流：只能讀數(shù)據(jù)（**--->內(nèi)存），不能寫數(shù)據(jù)
輸出流：只能寫數(shù)據(jù)（內(nèi)存 ---> 磁盤），不能讀數(shù)據(jù)
劃分原則：程序運(yùn)行時(shí)所在的內(nèi)存

截圖7.PNG

截圖8.PNG

2 字節(jié)流舷丹，字符流

字節(jié)流和字符流的操作基本一致，唯一的區(qū)別是操作的數(shù)據(jù)單元不同蜓肆。
字節(jié)流——8位字節(jié)
字符流——16位字符

3 節(jié)點(diǎn)流颜凯，處理流

節(jié)點(diǎn)流：低級(jí)流
處理流：高級(jí)流，包裝流

4 InputStream 和 Reader

InputStream 和 Reader 是所有輸入流的抽象基類症杏，本身不能常見實(shí)例來執(zhí)行輸入，但他們是所有輸入流的模板

截圖9.PNG

• InputStream

  int read() 從輸入流中獲取單個(gè)字節(jié)瑞信，返回所取得的字節(jié)數(shù)
  int read(byte[] b) 從輸入流中最多取讀b.length個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)厉颤，并將其存儲(chǔ)在字節(jié)數(shù)組b中，返回實(shí)際取讀的字節(jié)數(shù)
  int read(byte[] b,int off,int len) 從輸入流中最多取讀len個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)凡简，并將其存儲(chǔ)在字節(jié)數(shù)組b中逼友，
  放入字節(jié)數(shù)組b中時(shí)精肃，并不是從數(shù)組起點(diǎn)開始，而是從off位置開始帜乞，返回實(shí)際取讀的字節(jié)數(shù)

• Reader

  int read(): 取讀單個(gè)字符
  int read(char[] cbuf) 從輸入流中最多取讀cbuf.length個(gè)字符司抱，并將其存儲(chǔ)在字符數(shù)組cbuf中，返回實(shí)際讀取的字符數(shù)
  int read(char[] cbuf,int off,int len) 從輸入流中最多取讀len個(gè)字符的數(shù)據(jù)黎烈，并將其存儲(chǔ)在字符數(shù)組b中习柠，
  放入字符數(shù)組b中時(shí)，并不是從數(shù)組起點(diǎn)開始照棋，而是從off位置開始资溃，返回實(shí)際取讀的字符數(shù)

public class FileInputStreamTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("FileInputStreamTest.java");
        byte[] bbuf = new byte[1024];
        int hasRead = 0;
        while ((hasRead = fis.read(bbuf)) > 0) {
            System.out.println(new String(bbuf, 0, hasRead));
        }
        fis.close();
    }
}

public class FileReaderTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fr = new FileReader("FileReaderTest.java");
        char[] bbuf = new char[32];
        int hasRead = 0;
        while ((hasRead = fr.read(bbuf)) > 0) {
            System.out.print(new String(bbuf, 0, hasRead));
        }
        fr.close();
    }
}

5 OutputStream 和 Writer

• void write(int c) 將制定的字節(jié)、字符數(shù)出道輸出流中
  void write(byte[]/char[] buf) 將字節(jié)烈炭、字符數(shù)組輸出到指定的輸出流中
  void write(byte[]/char[] buf,int off,int len) 將字節(jié)溶锭、字符數(shù)組從off位置開始井辆，長度為len的字節(jié)
  惜纸、字符輸出到輸出流中。

Writer中還可以使用字符串代替字符數(shù)組

• void write(String s) 將str中包含的字符輸出到指定的輸出流中
• void write(String str,int off,int len) 將str字符串中從off位置開始卡辰，長度為len的字符輸出到指定輸出流中

public class FileOutPutStreamTest {
    public static void main(String[] args) {
        try (
            FileInputStream fis =
                new FileInputStream("FileOutPutStreamTest.java");
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("newFile.txt")) {

            byte[] bbuf = new byte[32];
            int hasRead = 0;
            while ((hasRead = fis.read(bbuf)) > 0) {
                fos.write(bbuf, 0, hasRead);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
```java
public class FileWriterTest {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileWriter fw = new FileWriter("pome.txt")) {
            fw.write("錦瑟-李商隱\r\n");
            fw.write("錦瑟無端五十弦霹疫，一弦一柱思華年\r\n");
            fw.write("莊生曉夢迷蝴蝶拱绑，望帝春心托杜鵑\r\n");
            fw.write("滄海月明珠有淚，藍(lán)田日暖玉生煙\r\n");
            fw.write("此情可待成追憶更米，只是當(dāng)時(shí)已惘然\r\n");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

輸出：

錦瑟-李商隱
錦瑟無端五十弦欺栗，一弦一柱思華年
莊生曉夢迷蝴蝶，望帝春心托杜鵑
滄海月明珠有淚征峦，藍(lán)田日暖玉生煙
此情可待成追憶迟几，只是當(dāng)時(shí)已惘然

6 處理流

處理流可以隱藏底層設(shè)備上節(jié)點(diǎn)流的差異，對(duì)外提供更加方便的輸入栏笆，輸出方法
識(shí)別處理流：只要文件流的構(gòu)造器參數(shù)不是一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)而是一個(gè)已存在的流类腮，那么這個(gè)流一定是處理流。
所有的子節(jié)點(diǎn)都是直接以物理IO最為構(gòu)造器參數(shù)的蛉加。

public class PrintStreamTest {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test.txt"); PrintStream ps = new PrintStream(fos)) {
            ps.println("普通字符串");
            ps.println(new PrintStreamTest());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在使用處理劉包裝了底層節(jié)點(diǎn)流后蚜枢，關(guān)閉資源時(shí)，可以之關(guān)閉最上層的處理流即可

序列化

序列化的目標(biāo)是將對(duì)象保存到磁盤中针饥，或允許在網(wǎng)絡(luò)中傳輸對(duì)象厂抽。
對(duì)象序列化機(jī)制允許把內(nèi)容中java對(duì)象轉(zhuǎn)換成平臺(tái)無關(guān)的二進(jìn)制流，從而允許把這種二進(jìn)制流持久的保留在磁盤上
通過網(wǎng)絡(luò)將這種二進(jìn)制流傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)丁眼。其他程序一旦獲得了這個(gè)二進(jìn)制流（無論是從磁盤還是網(wǎng)絡(luò)）筷凤，
都可以講這種二進(jìn)制流恢復(fù)到原來的java文件。

序列化機(jī)制是的對(duì)象可以脫離程序的運(yùn)行而獨(dú)立存在。

對(duì)象的序列化（Serialize） 指將一個(gè)Java 對(duì)象寫入IO流中藐守，與此對(duì)應(yīng)的是挪丢，對(duì)象的反序列化（Deserialize）
則指從IO流中恢復(fù)該java對(duì)象。

序列化對(duì)象

• 創(chuàng)建一個(gè)ObjectOutputStream卢厂，這個(gè)輸出是一個(gè)處理流乾蓬，所以必須建立才其他節(jié)點(diǎn)流的基礎(chǔ)上

ObjectOutputStream oos = new OjectOutputStream(new FileOutputStream("XXX"));

• 調(diào)用ObjectOuputStream對(duì)象的writeObject（）方法即可輸出徐硫化對(duì)象

oos.writeObject(***);

樣例

public class WriteObject {
    public static void main(String[] args) {
        try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("Person.txt"))) {
            Person person = new Person("孫悟空", 5000);
            oos.writeObject(person);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

輸出文件中的內(nèi)容
?? ?sr ?com.huawei.kemuer.Person?#??JR`Z? ?I ?ageL ?namet ?Ljava/lang/String;xp ??t 孫悟空

反序列化步驟

• 創(chuàng)建一個(gè)ObjectInputStream 輸入流，處理流

ObjectInputStram ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(***));

• 調(diào)用ObjectInputStream對(duì)象的readObject()方法取讀流中的對(duì)象慎恒，該方法返回一個(gè)Object類型的java對(duì)象任内，可以強(qiáng)轉(zhuǎn)
  該對(duì)象的真實(shí)類型

*** p = (***)ois.readObject();

public class ReadObject {
    public static void main(String[] args) {
        try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("Person.txt"));) {
            Person p = (Person) ois.readObject();
            System.out.println("名字：" + p.getName() + " 年齡：" + p.getAge());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

輸出：
名字：孫悟空 年齡：5000
當(dāng)反序列化取讀java對(duì)象，無需通過構(gòu)造器來初始化對(duì)象

對(duì)象引用序列化

如果某個(gè)類沒有序列化巧号，那么擁有這個(gè)類作為成員變臉的類也是不能序列化的

public class WriteTeacher {
    public static void main(String[] args) {
        try (ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("Teacher.txt"))) {
            Person p = new Person("孫悟空", 5000);
            Teacher t1 = new Teacher("唐僧", p);
            Teacher t2 = new Teacher("菩提老祖", p);
            out.writeObject(p);
            out.writeObject(t1);
            out.writeObject(t2);
            out.writeObject(t1);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

多次序列化同一個(gè)對(duì)象時(shí)族奢，只有第一次序列化時(shí)，才會(huì)把該java對(duì)象轉(zhuǎn)換成字節(jié)序序列并輸出丹鸿。
當(dāng)序列化一個(gè)可變對(duì)象時(shí)越走，只有第一次使用writeObject()方法輸出是才會(huì)將該對(duì)象轉(zhuǎn)換成字節(jié)序列并輸出
當(dāng)程序再次調(diào)用wirteObject()時(shí)，程序只是輸出前面的序列化編號(hào)靠欢，及時(shí)后面該對(duì)象的實(shí)例變量值已經(jīng)被改變
改變的實(shí)例變量值也不會(huì)被輸出廊敌。

public class SerializeMutable {
    public static void main(String[] args) {
        try (ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("mutable.txt"));
            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("mutable.txt"))) {
            Person p = new Person("孫悟空", 5000);
            out.writeObject(p);
            p.setName("豬八戒");
            out.writeObject(p);
            Person p1 = (Person) in.readObject();
            Person p2 = (Person) in.readObject();
            System.out.println(p1 == p2);
            System.out.println(p2.getName());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

輸出：

有參數(shù)構(gòu)造器
true
孫悟空

自定義序列化

敏感信息不可以序列化
在敏感信息前加transient關(guān)鍵字，保證字段不被序列化

使用transient關(guān)鍵字修飾變量雖然簡單门怪、方便骡澈，但被transient修飾的實(shí)例變量江北完全隔離在序列化機(jī)制之外
這樣導(dǎo)致在反序列化恢復(fù)java對(duì)象時(shí)，無法取得該實(shí)例變量值掷空。

NIO

為了解決傳統(tǒng)IO效率不高的問題而出現(xiàn)的新模式的IO

新IO的主要目的也是用于輸入/輸出肋殴，但新IO使用了不同的方式來處理輸入/輸出，新IO采用內(nèi)存映射文件的方式來處理
輸入/輸出坦弟。新IO將文件或文件的一段區(qū)域映射到內(nèi)存中护锤，這樣就可以像訪問內(nèi)存一樣來訪問文件了（模擬操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存）
，通過這種方式來進(jìn)行輸入/輸出比傳統(tǒng)的輸入/輸出要快的多酿傍。

java中與新IO有關(guān)的包

• java.nio: 主要包含各種與buffer相關(guān)的類
• java.nio.channels：主要包含于Channel和Selector相關(guān)的類
• java.nio.charset: 主要包含與字符集相關(guān)的類
• java.nio.channels.spi：主要包含與Channel相關(guān)服務(wù)提供者接口編程
• java.nio.charset.spi:主要包含與字符集相關(guān)的服務(wù)提供者編程接口烙懦。

Channel（通道） 和 Buffer（緩沖）是新IO中兩個(gè)核心對(duì)象，Channel是對(duì)傳統(tǒng)輸入/輸出系統(tǒng)的模擬赤炒，在新IO
系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)都需要通過通道傳輸氯析。Channel與傳統(tǒng)的InputStream和OutputStream最大的區(qū)別就是他提供了一個(gè)
map()方法，通過該map()方法可以直接將“一塊數(shù)據(jù)”映射到內(nèi)存中莺褒。如果說傳統(tǒng)的輸入/輸出系統(tǒng)是面向流的處理掩缓，則新IO
則是面向塊的處理

Buffer

Buffer可以理解成一個(gè)容器，他本質(zhì)是一個(gè)數(shù)組遵岩，發(fā)送到channel中的所有對(duì)形象都必須放到Buffer中你辣，而Channel中讀取的
數(shù)據(jù)也要先放到Buffer中，此處的Buffer有點(diǎn)類似于竹筒。

截圖10.PNG

Buffer是個(gè)抽象類
最常用的子類是ByteBuffer绢记。
Buffer類沒有構(gòu)造器，通過下面的方法來獲取一個(gè)Buffer對(duì)象

• static XXXBuffer allocate(int capacity)：創(chuàng)建一個(gè)容量為capacity的XxxBuffer對(duì)象

在Buffer中有三個(gè)比較重要的概念：

• 容量（Capacity）：緩沖區(qū)的容量（capacity）表示改Buffer的最大數(shù)據(jù)容量正卧，最多可以存儲(chǔ)多少數(shù)據(jù)蠢熄。
  不能為負(fù)值，創(chuàng)建以后不能改變

• 界限（limit）:第一個(gè)不應(yīng)該被讀出或者寫入緩存區(qū)位置索引炉旷，也就是說位于limit后的數(shù)據(jù)及不可以被讀签孔，也不可以被寫

• 位置（position）：用于志明下一個(gè)可以被讀出的或者寫入的緩存區(qū)位置索引（類似于IO流中的記錄指針）

0 <= mark <= position <= limit <= capacity

Buffer的主要作用是裝入數(shù)據(jù)然后輸出數(shù)據(jù)
最開始數(shù)據(jù)的limit為capacity，position為0窘行，裝入數(shù)據(jù)后饥追，position向后移動(dòng)一些位置

• flip():從Buffer中取出數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備
  limit設(shè)置為position所在的位置，并將position設(shè)置為0
• clear():再次向Buffer中裝入數(shù)據(jù)
  position設(shè)置為0罐盔，將limit設(shè)置為capacity

public class BufferTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建Buffer
        CharBuffer buffer = CharBuffer.allocate(8);
        System.out.println("capacity: " + buffer.capacity());
        System.out.println("limit: " + buffer.limit());
        System.out.println("position: " + buffer.position());
        buffer.put('a');
        buffer.put('b');
        buffer.put('c');
        System.out.println("加入三個(gè)元素后但绕，position: " + buffer.position());
        buffer.flip();
        System.out.println("執(zhí)行flit()后，limit: " + buffer.limit());
        System.out.println("position: " + buffer.position());
        System.out.println("第一個(gè)元素（position=0）：" + buffer.get());
        System.out.println("取出一個(gè)元素后惶看，position: " + buffer.position());
        buffer.clear();
        System.out.println("執(zhí)行clear()后捏顺，limit: " + buffer.limit());
        System.out.println("執(zhí)行clear()后，position: " + buffer.position());
        System.out.println("執(zhí)行clear()后纬黎，緩存區(qū)內(nèi)容并沒有被清除幅骄，第三個(gè)元素為" + buffer.get(2));
        System.out.println("執(zhí)行絕對(duì)取讀后，position：" + buffer.position());
    }
}

輸出結(jié)果

capacity: 8
limit: 8
position: 0
加入三個(gè)元素后本今，position: 3
執(zhí)行flit()后拆座，limit: 3
position: 0
第一個(gè)元素（position=0）：a
取出一個(gè)元素后，position: 1
執(zhí)行clear()后冠息，limit: 8
執(zhí)行clear()后挪凑，position: 0
執(zhí)行clear()后，緩存區(qū)內(nèi)容并沒有被清除铐达，第三個(gè)元素為c
執(zhí)行絕對(duì)取讀后岖赋，position：0

Channel

channel類似于傳統(tǒng)流對(duì)象，但與傳統(tǒng)流對(duì)形象有兩個(gè)主要的區(qū)別瓮孙。

• Channel可以直接將制定文件的部分或全部直接映射成Buffer
• 程序補(bǔ)鞥呢直接訪問Channel中的數(shù)據(jù)唐断，包括取讀，寫入都不行杭抠，Channel只能與Buffer進(jìn)行交互脸甘。
  要從Channel中讀取數(shù)據(jù)，先用Buffer從Channel中取出一些數(shù)據(jù)偏灿，然后讓程序從Buffer中取出這些數(shù)據(jù)丹诀；
  如果要將程序中的數(shù)據(jù)寫入Channel，一樣先讓程序?qū)?shù)據(jù)放入buffer中，在將Buffer里面的數(shù)據(jù)寫入channel

Pipe.SinkChannel Pipe.SourceChannel適用于支持線程之間通信的管道Channel
ServerSocketChannel SocketChannel適用于支持TCP網(wǎng)絡(luò)通信的Channel
DatagramChannel適用于支持UDP網(wǎng)絡(luò)通信的Channel

所有的Channel不通過構(gòu)造器來直接創(chuàng)建铆遭，而是通過傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)InputStream硝桩，
OutPutStream的getChannel()方法
。
Channel中最常用的方法：
map(): 用于將Channel對(duì)應(yīng)的部分或全部數(shù)據(jù)英社稱ByteBuffer
read() 或 write()都有一定的重載形式枚荣。用于從Buffer中讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)碗脊。

public class FileChannelTest {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("FileChannelTest.java");
        try (FileChannel inChannel = new FileInputStream(f).getChannel();
            FileChannel outChannel = new FileOutputStream("a.txt").getChannel();) {
            // 將FileChannel里面的全部數(shù)據(jù)英社稱ByteBuffer
            MappedByteBuffer byteBuffer = inChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, f.length());
            // 使用GBK的字符集來創(chuàng)建解碼器
            Charset charSet = Charset.forName("GBK");
            // 直接將Buffer中的數(shù)據(jù)全部輸出
            outChannel.write(byteBuffer);
            // 再次調(diào)用buffer的clear方法，復(fù)原limit和position的位置
            byteBuffer.clear();
            // 創(chuàng)建解碼器
            CharsetDecoder decoder = charSet.newDecoder();
            // 使用解碼器將byteBuffer轉(zhuǎn)換成charbuffer
            CharBuffer chBuffer = decoder.decode(byteBuffer);
            System.out.println(chBuffer);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

字符集合Charset

截圖11.PNG