Java-IO流

Java IO流用于处理设备间的数据传输，按功能可分为字节流、字符流，按方向分为输入/输出流。以下是核心内容：
 
一、IO流体系结构
 
1. 基础分类
 
- 按数据单位：
- 字节流（处理二进制数据，如图片、视频）：基类为 InputStream （输入）和 OutputStream （输出）。
- 字符流（处理文本数据，自动处理编码）：基类为 Reader （输入）和 Writer （输出）。
- 按功能：
- 节点流（直接操作数据源，如文件、内存）：如 FileInputStream 、 FileWriter 。
- 处理流（包装节点流，增强功能）：如 BufferedInputStream （缓冲）、 ObjectInputStream （对象序列化）。
 
二、常用字节流
 
1. 文件字节流（节点流）
 
-  FileInputStream / FileOutputStream ：读写文件二进制数据。
// 读取文件（字节数组方式）
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("src/data.jpg")) {
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
        // 处理读取的字节
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}
 
 
2. 缓冲字节流（处理流）
 
-  BufferedInputStream / BufferedOutputStream ：通过缓冲区减少IO次数，提升效率。
// 带缓冲的文件复制
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("src/source.jpg");
     BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("dst/copy.jpg");
     BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos)) {
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {
        bos.write(buffer, 0, len);
    }
}
 
 
3. 数据流（处理流）
 
-  DataInputStream / DataOutputStream ：读写基本数据类型（如 int 、 String ）。
// 写入数据
try (DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.dat"))) {
    dos.writeInt(100);
    dos.writeUTF("Hello");
}
// 读取数据
try (DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.dat"))) {
    int num = dis.readInt();
    String str = dis.readUTF();
}
 
 
三、常用字符流
 
1. 文件字符流（节点流）
 
-  FileReader / FileWriter ：读写文本文件（默认使用系统编码）。
// 写入文本
try (FileWriter fw = new FileWriter("src/info.txt")) {
    fw.write("Hello, Java IO!");
    fw.append("\n第二行文本");
}
 
 
2. 缓冲字符流（处理流）
 
-  BufferedReader / BufferedWriter ：带缓冲，支持按行读写（ readLine() ）。
// 按行读取文本
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("src/content.txt"))) {
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
}
 
 
3. 转换流（处理流）
 
-  InputStreamReader / OutputStreamWriter ：将字节流转换为字符流，指定编码（如 UTF-8 ）。
// 指定UTF-8编码读取文件
try (BufferedReader br = new BufferedReader(
        new InputStreamReader(new FileInputStream("src/utf8.txt"), "UTF-8"))) {
    // 读取内容...
}
 
 
四、特殊IO流
 
1. 对象流（序列化）
 
-  ObjectInputStream / ObjectOutputStream ：读写对象（需实现 Serializable 接口）。
// 序列化对象
class User implements Serializable {
    private String name;
    private int age;
    // 构造、getter/setter略
}

// 写入对象
try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("user.dat"))) {
    User user = new User("张三", 25);
    oos.writeObject(user);
}

// 读取对象
try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("user.dat"))) {
    User user = (User) ois.readObject();
}
 
 
2. 内存流
 
-  ByteArrayInputStream / ByteArrayOutputStream ：在内存中读写数据（如临时缓存）。
 
五、Java 7+新特性：try-with-resources
 
自动关闭实现 AutoCloseable 接口的资源，避免手动关闭：
 
// 同时关闭多个流
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("in.txt");
     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("out.txt")) {
    // 操作...
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}
 
 
六、IO流最佳实践
 
- 1. 使用缓冲流：减少底层IO次数（如 BufferedReader 比 FileReader 效率高）。
- 2. 及时关闭资源：优先用 try-with-resources ，或在 finally 中关闭。
- 3. 处理编码问题：读取文本时指定编码（如 UTF-8 ），避免乱码。
- 4. 分块读取：大文件避免一次性读入内存（如用1024字节缓冲区）。
- 5. 异常处理：IO操作需捕获 IOException ，并记录错误信息。
 
总结
 
Java IO流通过分层设计（节点流+处理流）提供灵活的数据处理能力。开发中需根据场景选择合适的流类型（字节流/字符流），结合缓冲、编码转换等处理流优化性能，同时利用 try-with-resources 确保资源正确释放。