from:廖雪峰IO教程

IO

IO是input&output责嚷，以內(nèi)存為中心：
input就是把數(shù)據(jù)讀到內(nèi)存痕支，output就是把內(nèi)存的數(shù)據(jù)輸出

InputStream/OutputStream
IO流以byte為最小單位，因此也稱為字節(jié)流芒澜。例如仰剿，我們要從磁盤中讀取文件，文件包含六個字節(jié)痴晦，就相當于讀入了六個字節(jié)的數(shù)據(jù)

Reader/Writer
讀取的是字符南吮，并且字符不全是單字節(jié)表示的ASCII字符，那么就按照char來讀取更加方便誊酌，這種流稱為字符流

File對象

File f = new File("/usr/bin/javac");

File對象三種形式表示的路徑

1. getPath() //相對路徑
2. getAbsolutePath() //絕對路徑
3. getCanonicalPath() //規(guī)范路徑

文件/目錄部凑、權(quán)限露乏、大小、創(chuàng)建/刪除文件

boolean isFile()
boolean isDirectory()
boolean canRead()
boolean canWrite()
boolean canExecute()
long length()

File f = new File("/usr/bin/javac");
if(file.createNewFile()){
    //創(chuàng)建文件成功
    if(gile.delete()){
        //刪除文件成功
    }
}

遍歷

File[] fileList  = file.listFiles();

創(chuàng)建目錄和路徑

boolean mkdir() 創(chuàng)建當前File對象表示的目錄
boolean mkdirs() 創(chuàng)建當前File對象表示的目錄涂邀，并且在必要時把不存在的父目錄也創(chuàng)建出來
boolean delete()

在文件路徑需要拼接時使用Path會更方便

InputStream

最重要的方法 read()

public abstract int read() throws IOException;

FileInputStream是InputStream的一個子類瘟仿，下面的代碼演示了如何完整的讀取一個FileInputStream的所有字節(jié)：

public void readFile throw IOException{
    InputStream in = null;
    try{
        in = new FileInputStream("src/readme.txt");
        int n;
        while(n = in.read() != -1){
            System.out.println(n);
        }
    }finally{
        if(in != null){
            input.close();
        }
    }
    
}

java7 try(resource)：
public void readFile throw IOException{
    try(InputStream in = new FileInputStream("src/readme.txt")){
        int n;
        while(n = in.read() != -1){
            System.out.println(n);
        }
    }
}

緩沖

在讀取流的時候，一次性讀取一個字節(jié)并不是高效的方法比勉，使用緩沖區(qū)一次性讀取多個字節(jié)效率往往高很多劳较，InputStream提供了兩個重載方法來支持讀取多個字節(jié)

int read(byte[] b) 讀取若干字節(jié)到byte[]數(shù)組，返回讀取的字節(jié)數(shù)
int read(byte[] b, int off, int len) 指定byte[]數(shù)組的偏移量和最大偏移數(shù)

使用緩沖區(qū)一次性讀取多個字節(jié)的代碼如下：

public void readFile() throw IOException {
    try(InputStream in = new FileInputStream("src/readme.txt")){
        byte[] buffer = new buffer[1000];
        int n;
        while(n = in.read(buffer) != -1){
            System.out.println("read " + n + " bytes.");
        }
    }
}

阻塞

在調(diào)用InputStream 的 read() 方法讀取數(shù)據(jù)時浩聋，我們說read()是阻塞的观蜗，意思是in.read()后面的代碼必須等待read()返回之后才能執(zhí)行

InputStream實現(xiàn)類

ByteArrayInputStream

byte[] data = { 11, 22, 33, 44, 55 };
try(InputStream in = new ByteArrayInputStream(data)){
    ...
}

ByteArrayInputStream 實際是把一個byte[] 在內(nèi)存中變成一個InputStream

OutputStream

最基本方法

public abstract void write(int b) throw IOException

雖然傳入的是int，但是只會寫入8個字節(jié)衣洁，就是int的最低8位

OutputStream的flush()方法墓捻，write()會自動把字節(jié)寫到緩沖區(qū)，緩沖區(qū)滿會自動調(diào)用flush()方法坊夫，close()也會調(diào)用flush()方法

特殊情況就是比如IM的對話砖第，使用OutputStream的write()寫入網(wǎng)絡(luò)流，如果不flush()就會等到緩沖區(qū)滿才發(fā)送环凿，所以需要手動調(diào)用flush()方法

public void writeFile() throw IOException {
    byte[] data;
    try(ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream("out/readme.txt")){
        out.write("Hello".getBytes("UTF-8"));
        data = out.toByteArray();
    }
    System.out.println(data);
}

Filter 模式

Java IO標準庫的InputStream根據(jù)來源可以包括：

FileInputStream 從文件讀取數(shù)據(jù)源
ServletInputStream 從HTTP請求讀取數(shù)據(jù)源
Socket.getInputStream() 從TCP連接讀取數(shù)據(jù)源
...

如果我們要給FileInputStream增加緩沖功能厂画，則可以從FileInputStream派生一個類

BufferedFileInputStream extends FileInputStream 

添加簽名計算簽名可以DigestFileInputStream，添加加密解密可以CipherFileInputStream

如果要增加功能的組合就需要更多子類

為了解決繼承會導(dǎo)致子類太多的問題拷邢，JDK將InputStream分為兩大類

一類是直接提供數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)InputStream袱院，如：

1. InputStream
2. FileInputStream
3. ServletInputStream
   另一類是提供額外附加功能的：上面三個
4. BufferedFileInputStream
5. DigestFileInputStream
6. CipherFileInputStream

當我們需要給一個基礎(chǔ)的"InputStream"添加功能時，比如數(shù)據(jù)來自于文件

InputStream in = new FileInputStream("drc/readme.md");

InputStream buffered = new BufferedInputStream(in);

InputStream gzip = new GzipInputStream(buffered);

OutputStream也是這樣提供功能

讀取classpath資源

String conf = "C:\\conf\\default.properties";
try(InputStream in = new FileInputStream(conf)){

}

直接從File路徑中讀取文件必須在C盤的conf文件夾下有一個default.properties的文件
從classpath讀取文件就可以避免不同環(huán)境下文件路徑不一致的問題：如果我們把default.properties放在classpath中就不用關(guān)心他的實際存放路徑
在classpath中的文件瞭稼，路徑總是以/開頭

try(InputStream in = getClass().getResourceAsStream("/default.properties")){
    //調(diào)用classpath很重要的一點是如果資源文件不存在忽洛，它將返回null，因此我們需要檢查返回的InputStream是否為null
    if(in != null){

    }
}

序列化

序列化是指把一個Java對象變成二進制內(nèi)容环肘，本質(zhì)上就是一個字節(jié)數(shù)組
為什么要把對象序列化呢欲虚？因為序列化之后可以吧byte[]保存到文件之中，或者通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h程
有了序列化就又反序列化悔雹，即把一個二進制內(nèi)容（也就是byte數(shù)組）變回Java對象复哆。有了反序列化，保存在文件中的byte[]數(shù)組就能重新變成Java對象腌零，或者從網(wǎng)上讀取byte[]數(shù)組然后把他變成Java對象

一個對象要是能序列化梯找，必須實現(xiàn)一個java.io.Serializable接口

Serializable接口沒有定義任何方法，我們把這樣的接口稱為空接口益涧，這樣的接口時標記接口锈锤，實現(xiàn)標記接口僅僅是給自己貼了個標記，沒有增加任何方法

ObjectOutputStream既可以寫入基本類型，也可以寫入String久免，也可以寫入實現(xiàn)了Serializable接口的Object浅辙，因為寫入Object時需要大量的類型信息，所以寫入的內(nèi)容很大

ByteArrayOutputStream buffer = new ByteArrayOutputstream();
try(ObjeactOutputStream out = new OutputStream(buffer)){
    out.writeInt(123);
    out.writeUTF("Hello");
    out.writeObject(Double.valueOf(123.456));
}

反序列化

與序列化 ObjectOutputStream相反阎姥，ObjectInputStream從一個字節(jié)流讀取Java對象
除了能讀取基本類型和String類型之外记舆，調(diào)用readObject()還可以直接返回一個Object對象，要把它變成一個特定類型呼巴，必須強制轉(zhuǎn)型

readObject()可能拋出的異常有：
classNotFoundException: 沒有找到匹配的class氨淌。沒有找到匹配的class。常見于一個程序的Person對象在接收程序未定義
InvalidClassException: Class不匹配伊磺。常見于發(fā)送方的age和接收方的age不是一個類型，一個是int一個是long

為了避免這種class變動導(dǎo)致的不兼容删咱，Java的序列化允許class定義一個特殊的serialVersionUID靜態(tài)變量屑埋，用于標識Java類的序列化版本，通程底蹋可以由ide自動生成摘能，如果增加或者修改了字段就可以改變serialVersionUID字段，這樣就能避免不匹配的class版本

public class Person implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 2709425275741743919L;
}

反序列化時敲街，由JVM直接構(gòu)造出Java對象团搞，不調(diào)用構(gòu)造方法，構(gòu)造方法內(nèi)部的代碼多艇，在反序列化時根本不可能執(zhí)行

安全性

由于Java的反序列化機制可以導(dǎo)致一個實例能直接從byte[]數(shù)組構(gòu)建逻恐，而不經(jīng)過構(gòu)造方法，因此他存在一定的安全問題峻黍。一個精心構(gòu)造的byte[]反序列化之后能夠執(zhí)行特定的Java代碼复隆，從而導(dǎo)致嚴重的Java漏洞

Reader

Reader是JavaIO庫提供的另一個輸入流接口。是一個字符流姆涩，即以char為單位讀取

public int read() throw IOException

和InputStream的read()方法的區(qū)別在于int返回值的范圍挽拂，InputStream是0-255，Reader是0-65535

public void readFile() throws IOException{
    try(Reader reader = new FileReader("src/readme.md", StandardCharsets.UTF_8)){

    }
}

Reader還提供了一次性讀取若干字符并填充到char[]數(shù)組的方法：

public int read(char[] c) throws IOException

利用這個方法我們可以先設(shè)置一個緩沖區(qū)骨饿。然后每次盡力的填充緩沖區(qū)：

public void readFile() throws IOException{
    try(Reader reader = new FileReader("src/readme.md", StandardCharsets.UTF_8)){
        char[] c = new char[10000];
        int n;
        while(n = reader.read(buffer) != -1){
            System.out.println("read" + n + "chars.");
        }
    }
}

InputStreamReader

Reader 和 InputStream 有什么關(guān)系

除了特殊的CharArrayReader和StringReader亏栈，普通的Reader實際上是基于InputStream構(gòu)造的，因為Reader要從InputStream讀取字節(jié)流然后在轉(zhuǎn)化為char就形成了字符流宏赘。
如果我們查看FileReader的源碼绒北，其中持有一個FileInputStream

既然Reader本質(zhì)上是一個基于InputStream的byte到char的轉(zhuǎn)換器，那么如果我們有一個InputStream察署，想把它轉(zhuǎn)化為一個Reader镇饮，是完全可行的。InputStreamReader本質(zhì)上就是這樣一個轉(zhuǎn)換器，他可以吧任何一個InputStream轉(zhuǎn)換為Reader

try(FileReader reader = new InputStreamReader(new InputStream("src/readme.md"), "UTF_8")){

}

上述代碼實際上就是FileReader的一種實現(xiàn)方式

PrintStream

PrintStream擴展了OutputStream接口
PrintStream相比于OutputStream,有兩個變化：

1. 增加了一組方法：print()/println()
2. 不會拋出IOException

PrintWriter

PrintWriter擴展了Writer接口储藐，增加了print()/println()方法俱济，最終輸出的是char數(shù)據(jù)