Java IO 和 NIO 的基本概念和 API

一、 Java IO (Blocking IO)

1. 基本概念：

   • Java IO 是 Java 平台提供的用于进行输入和输出操作的 API。
   • Java IO 基于 流 (Stream) 的模型，数据像水流一样从一个地方流向另一个地方。
   • Java IO 主要是 阻塞式 I/O (Blocking I/O)，即线程在执行 I/O 操作时会被阻塞，直到操作完成。
   • 传统IO指的是java.io包下的部分组件（File, InputStream, OutputStream, Reader, Writer）。

2. IO 流的分类：

   • 按数据传输方向：

     • 输入流 (Input Stream)： 用于从数据源读取数据（例如，从文件、网络连接、键盘等）。 以 InputStream 或 Reader 作为基类。
     • 输出流 (Output Stream)： 用于将数据写入到目标（例如，写入到文件、网络连接、控制台等）。 以 OutputStream 或 Writer 作为基类。

   • 按数据传输单位：

     • 字节流 (Byte Stream)： 以字节 (8 bits) 为单位进行数据传输。 以 InputStream 和 OutputStream 作为基类。 适用于处理二进制数据（例如，图片、音频、视频等）。
     • 字符流 (Character Stream)： 以字符 (16 bits) 为单位进行数据传输。 以 Reader 和 Writer 作为基类。 适用于处理文本数据。

3. 核心类和接口：

   • InputStream (字节输入流)：

     • FileInputStream: 从文件中读取字节。
     • ByteArrayInputStream: 从字节数组中读取字节。
     • ObjectInputStream: 从对象流中读取对象。
     • BufferedInputStream: 带缓冲的字节输入流，提高读取效率。

   • OutputStream (字节输出流)：

     • FileOutputStream: 向文件中写入字节。
     • ByteArrayOutputStream: 向字节数组中写入字节。
     • ObjectOutputStream: 向对象流中写入对象。
     • BufferedOutputStream: 带缓冲的字节输出流，提高写入效率。

   • Reader (字符输入流)：

     • FileReader: 从文件中读取字符。
     • CharArrayReader: 从字符数组中读取字符。
     • BufferedReader: 带缓冲的字符输入流，提高读取效率。
     • InputStreamReader: 将字节输入流转换为字符输入流（需要指定字符编码）。

   • Writer (字符输出流)：

     • FileWriter: 向文件中写入字符。
     • CharArrayWriter: 向字符数组中写入字符。
     • BufferedWriter: 带缓冲的字符输出流，提高写入效率。
     • OutputStreamWriter: 将字节输出流转换为字符输出流（需要指定字符编码）。

   • File: 表示文件或目录的抽象表示。

4. IO 操作流程 (以读取文件为例)：

   1. 创建 File 对象： 指定要读取的文件路径。
   2. 创建 FileInputStream 对象： 将 File 对象作为参数传递给 FileInputStream 的构造方法，创建一个 FileInputStream 对象。
   3. 创建 BufferedInputStream 对象 (可选)： 将 FileInputStream 对象作为参数传递给 BufferedInputStream 的构造方法，创建一个 BufferedInputStream 对象，提高读取效率。
   4. 读取数据： 使用 read() 方法从输入流中读取数据。
   5. 关闭流： 在完成读取操作后，务必关闭输入流，释放资源（先关闭 BufferedInputStream，再关闭 FileInputStream）。

5. 代码示例 (读取文件内容)：

   import java.io.BufferedInputStream;
   import java.io.File