JAVA BIO

新生代的垃圾回收过程

需要参考的准备数据：

《JAVA程序设计》-朱庆生、古评主编

需要参考的知识点：

字节与字符的概念
操作系统文件系统原理
JAVA内存以及磁盘读写
Java File类

笔记：

• 操作系统的对磁盘的最小操作单位是文件，每一个文件在磁盘中都是以字节的形式存在。
• Java IO需要涉及两个问题：“数据存储格式”和“数据的传输方式”。
• 为了解决IO的数据存储和传输这两个问题，Java IO提出了 “数据流（Stream）” 的概念，数据流是一组有顺序，有起点，有终点的字节集合,它是对输入和输出的总称和抽象。，这个定义很重要，强调了它是一个字节集合。
• 数据流，可以分为“输入流”和“输出流”（这个划分是设计需要，不是必须的。）

字节流与字符流

字节通常用于Java程序和外部设备通讯，用于面向机器底层的数据交互。
字符通常用于Java程序与程序间通讯，面向业务层的数据交换。

无论字节流还是字符流都是基于数据表达方式上的区别，字符归根到底也是字节的一种表现形式，字符与字节之间的转化需要编码器Decoder和解码器Encoder的支持。

字节流

InputStream
InputStream它是字节流抽象类，定义了流读取的几种对于 “字节byte” 公共操作，比如：

• read() 读取一个字节
• read(byte[] b) 读满byte[] b数组
• read(byte[] b, int off, int len) 读取len个字节到b数组中，off为读取内容的起点下标。

FileInputStream 实现了从文件系统获取文件的字节流
ObjectInputStream 实现了从输入流中获取对象字节流。
FilterInputStream 继承InputStream后实现了装饰者模式，之后扩展称其他类，比如BufferedInputStream，DataInputStream，它是输入IO的精髓。
BufferedInputStream 被它包装后的输入流在使用方式没有什么不一样，但从性能上得到了明显的提高，因为它优化流在CPU和硬盘读写速度差造成频繁阻塞等待的问题。

InputStream类图

OutputStream
输出流和输入流基本上一样。
PrintStream是基于FilterOutputStream拓展而来的，一样具备装饰者模式，它在FilterOutputStream基础上实现了类println等函数功能，System.out对象封装的就是它。

OutputStream类图

字符流

字符流通常可以分为3种：缓存装饰器，字符文件IO，装饰器拓展类

Reader
BufferedReader 是字符读取缓存，它很特别直接从Reader继承而来，而且自己实现了装饰着模式，并且以字符char为单位（BufferInputStream则是以字节byte为单位）。
FileReader 文件在文件系统中以字节单位存储，所以需要借助InputStreamReader以及Decoder解码器，才能转化为字符流。
FilterReader 只是简单的实现了装饰者模式。

Reader类图

Writer

类的关系和Reader基本一样。
PrintWriter 是字符打印函数，它很特别直接从Writer继承而来，而且自己实现了装饰着模式，并且以字符char为单位（BufferOutputStream则是以字节byte为单位）

Writer类图

• 静态成员（类变量）以及transient声明的对象成员变量不会被序列化
• java.util.Scanner 它是一个正则解析器，它可以正则处理字符串，不属于IO包。
• 由于Char字符类型在java中是占用2个字节的高级类型，类似int(byte是所有基本类型里面最低等的类型)，所以没有所谓的DataWriterDataReader之类的。
• 可以序列化的对象，它所引用的对象也必须可以序列化。
• 序列化使用了反射技术，低效。而且在序列化过程中会通过反射调用构造函数创建新对象。对于单例对象，它的构造器被private了，这中破坏是不希望发生了，可以通过实现接口Serializable接口后重写private Object readResolve()函数绕开序列化的反射逻辑。这个方法在在 ObjectInputStream 类的 readOrdinaryObject(boolean unshared) 方法中invokeReadResolve()中被调用。

RandomAccessFile

• RandomAccessFile 不是文件，也不是Stream.RandomAccessFile不属于InputStream和OutputStream继承层次结构中的一部分。
• RandomAccessFile 实现DataInput和DataOutput接口, 直接继承Object的,不使用InputStream和OutputStream类中已经存在的任何功能；它是一个完全独立的类，从头开始编写其所有的方法（大多数都是本地的）。