深入java io底層（上）

1.io流的概念

• 把這些不同類型的輸入、輸出源抽象為流（Stream），其中輸入或輸出的數據稱為數據流（Data Stream），用統一的接口來表示；

2.io流的分類

1. 按照流向分：

• 輸入流：讀取外部數據（磁碟、光碟等存儲設備的數據）到程序（內存）中；
• 輸出流：把程序(內存)中的內容輸出到磁碟、光碟等存儲設備中；

2. 按照數據單位分（1字符 = 2位元組； 1位元組(byte) = 8位(bit)； 一個漢字佔兩個字節長度）：

• 字節流：每次讀取(寫出)一個字節，當傳輸的資源文件有中文時，就會出現亂碼；
• 字符流：每次讀取(寫出)兩個字節，有中文時，使用該流就可以正確傳輸顯示中文；

3.字節輸入流

1. 常用數據操作方法

• int read()：從輸入流中讀取一個字節的二進位數據；
• int read(byte[] b)：將多個字節讀到數組中，填滿整個數組；
• int read(byte[] b, int off, int len)：從輸入流中讀取長度為 len 的數據，從數組 b 中下標為 off 的位置開始放置讀入的數據，讀完返回讀取的字節數；
• void close()：關閉數據流；
• int available()：返回目前可以從數據流中讀取的字節數（但實際的讀操作所讀得的字節數可能大於該返回值）；
• long skip(long l)：跳過數據流中指定數量的字節不讀取，返回值表示實際跳過的字節數；

2. IO 中輸入字節流的繼承

• ByteArrayInputStream：字節數組輸入流，該類的功能就是從字節數組 byte[] 中進行以字節為單位的讀取，也就是將資源文件都以字節形式存入到該類中的字節數組中去，我們拿數據也是從這個字節數組中拿；
• PipedInputStream：管道字節輸入流，它和 PipedOutputStream 一起使用，能實現多線程間的管道通信；
• FilterInputStream：裝飾者模式中充當裝飾者的角色，具體的裝飾者都要繼承它，所以在該類的子類下都是用來裝飾別的流的，也就是處理類；
• BufferedInputStream：緩衝流，對處理流進行裝飾、增強，內部會有一個緩衝區，用來存放字節，每次都是將緩衝區存滿然後發送，而不是一個字節或兩個字節這樣發送，效率更高；
• DataInputStream：數據輸入流，用來裝飾其他輸入流，它允許通過數據流來讀寫Java基本類型；
• FileInputStream：文件輸入流，通常用於對文件進行讀取操作；
• File：對指定目錄的文件進行操作；
• ObjectInputStream：對象輸入流，用來提供對「基本數據或對象」的持久存儲。通俗點講，就是能直接傳輸Java對象（序列化、反序列化用）；

4.字節輸出流OutputStream

1. 常用數據操作方法

• void write(int i)：將字節 i 寫入到數據流中，它只輸出所讀入參數的最低 8 位，該方法是抽象方法，需要在其輸出流子類中加以實現，然後才能使用；
• void write(byte[] b)：將數組 b 中的全部 b.length 個字節寫入數據流；
• void write(byte[] b, int off, int len)：將數組 b 中從下標 off 開始的 len 個字節寫入數據流。元素 b[off] 是此操作寫入的第一個字節，b[off + len - 1] 是此操作寫入的最後一個字節；
• void close()：關閉輸出流；
• void flush()：刷新此輸出流並強制寫出所有緩衝的輸出字節；

2. IO 中輸出字節流的繼承

2. 代碼案例

5.字符輸入流Reader

1. 常用數據操作方法

2. Reader及其一些常用子類的繼承圖：

• CharReader和SringReader是兩種基本的介質流，它們分別將Char數組、String中讀取數據；
• PipedReader 是從與其它線程共用的管道中讀取數據；
• BufferedReader很明顯是一個裝飾器，它和其他子類負責裝飾其他Reader對象；
• FilterReader是所有自定義具體裝飾流的父類，其子類PushBackReader對Reader對象進行裝飾，會增加一個行號；
• InputStreamReader是其中最重要的一個，用來在字節輸入流和字符輸入流之間作為中介，可以將字節輸入流轉換為字符輸入流；
• FileReader 可以說是一個達到此功能、常用的工具類，在其原始碼中明顯使用了將FileInputStream 轉變為Reader 的方法。

6.字符輸出流Writer

1. 常用數據操作方法

2. Writer及其一些常用子類的繼承圖

• CharWriter、StringWriter 是兩種基本的介質流，它們分別向Char 數組、String 中寫入數據；
• PipedWriter 是向與其它線程共用的管道中寫入數據。BufferedWriter 是一個裝飾器為Writer 提供緩衝功能；
• PrintWriter 和PrintStream 極其類似，功能和使用也非常相似；
• OutputStreamWriter是其中最重要的一個，用來在字節輸出流和字符輸出流之間作為中介，可以將字節輸出流轉換為字符輸出流；
• FileWriter 可以說是一個達到此功能、常用的工具類，在其原始碼中明顯使用了將OutputStream轉變為Writer 的方法；

2. 示例

7.字節流和字符流的區別

• 字節流以字節為單位輸入輸出數據，按照8位傳輸；字符流以字符為單位輸入輸出數據，按照16位傳輸
• 字節流在操作時本身不會用到緩衝區（內存），是文件本身直接操作的；而字符流在操作時使用了緩衝區，通過緩衝區再操作文件；

8.字節流與字符流的使用場景

• 字節流一般用來處理圖像，視頻，以及PPT，Word類型的文件。字符流一般用於處理純文本類型的文件，如TXT文件等；
• 字節流可以用來處理純文本文件，但是字符流不能用於處理圖像視頻等非文本類型的文件；