Java I/O : 概述

Java I/O 是机器获取和交换信息的主要渠道,当前在这个海量数据时代，数据在网络中随处流动，这个六到的过程都涉及到I/O问题，可以说I/O问题是整个人机交互的核心问题，很多Web应用系统的瓶颈都是I/O瓶颈。

 

I/O 的概念：I/O 即我们所说的输入和输出，既然是输入和输出，那么肯定是一个应用程序从某个数据源进行读取，再将原始数据输出到目标媒介，下面我们看普通的数据源和媒介都有哪些：

• 文件
• 管道
• 网络连接
• 内存缓存
• System in, System out ,System.error 

Java 的IO机制主要是通过java.io包下的类和接口来支持，在java.io包下主要分类如下：

1. 基于字节操作：InputStream和outputStream
2. 基于字符操作：Writer和Reader
3. 基于磁盘操作：File
4. 基于网络操作：socket（不在java.io包下）

    a 和 b 主要是传输数据的数据格式，c 和 d 主要是传输数据的方式。

在Java IO 中，我们常提到“输入流”、”输出流“等概念，那么什么是流呢？所谓的流，其实就是一种抽象数据的总称，其本质是能够进行传输的。例如：键盘、文件、网络连接等，在Java中可以抽象的表述为"流"。

1.  按照流的数据流向，可以将其划分为：输入流和输出流
2.  按照流的处理单位，可以将其划分为：字节流和字符流，在java中，字节占1个Byte，即8位；而字符占2个Byte，即16位。同时需要注意的是，java的字节是有符号类型，而字符是无符号类型。

JAVA  IO流的框架

1.以字节为单位的I/O框架图

a.InputStream 相关类

b.OutputStream 相关类

 

•  InputStream和OutputStream :是以字节为单位的输入流和以字节为单位的输出流的超类,InputStream 提供read()接口读取字节数据，OutPutStream 提供了Write（）接口从输出流中取字节数据 。
• ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream ：是字节数组输入流和字节数组输出流，主要是通过内部缓冲区也就是一个byte数组来实现的。
• PipleInputStream ：管道输入流，必须和PipleOutStream 一起使用，实现多线程间的管道通信。
• DataInputStream和DataOutputStream : 数据输入流数和数据输出流，可以输入和输出java基本数据类型。
• FilterInputStream : 实现自定义过滤输入流，基本上仅仅只是覆盖了InputStream的所有方法，FileterOutputStream类似。
• ObjectInputStream ：对象输入流，能够从输入流中读取java对象，和ObjectOutputStream 一起，用来提供对“基本数据或对象”的持久存储，注意：序列化和反序列化一个对象之前，必须实现java.io.Serializable接口。
• FileInputStream和FileOutputStream : 文件输入流和文件输出流，用于对文件进行读取和写入操作。
• BufferInputStream 和BufferOutputStream : 缓冲输入流，为输入流提供缓冲区，提供IO速度。
• PrintStream : 打印输出流，能为其他输出流添加功能。

2.以字符为单位的I/O框架图

a.Reader相关类

b.Writer相关类

• Reader和 Writer 分别是以字符为单位的输入输出流的超类，Reader提供read() 接口取字符数据，Writer提供write()接口往其中写入数据。
• BufferedReader和BufferedWriter 是字符缓冲输入、输出流，它们的作用分别是为另一个输入和输出流添加缓冲功能。
• FilterReader 和 FilterWriter  字符类型的过滤输入流和过滤输出流
• CharArrayReader 和CharArrayWriter  字符数组输入流和字符数组输出流。用于读取字符数组，操作的数据是以字符为单位。
• PipedReader  字符类型的管道输入流，和PipedWriter 一起可以通过管道进行线程间的通信。两者必须配套使用
• InputStreamReader 和OutputStreamWriter ,是字节转字符的输入流和字节转字符的输出流，它们是字节流通向字符流的桥梁：使用指定的charset将字节转换字符
• PrintWriter :字符类型的打印输出流，作用类似PrintStream.

 

3.字节转换为字符流的框架图：

 

InputStreamReader 类是字节到字符的转换桥梁，InputStream到Reader 要指定编码字符集，否则采用系统默认的字符集，很可能会出现乱码问题。StreamDecoder是完成字节到字符的解码实现类。