Java I/O系统（2）

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8、新的I/O

• 内存映射文件。内存映射文件允许创建和修改那些因为太大而不能放入内存的文件，有了内存映射文件就可以假定整个文件放在内存中，而且可以完全把它当作非常大的数组来访问。可由RandomAccessFile开始，获得该文件上的通道，然后调用map()产生MappedByteBuffer，这是一种特殊类型的直接缓冲器，注意我们必须指定映射文件的初始位置和映射区域的长度，这意味着可以映射某个大文件的较小的部分。MappedByteBuffer由ByteBuffer继承而来，因此具有ByteBuffer的所有方法。“映射文件访问”往往可以更加显著地加快速度。

  MappedByteBuffer out =  new RandomAccessFile("test.dat", "rw").getChannel() .map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, length);

• 文件加锁。文件加锁机制允许同步访问某个作为共享资源的文件。通过FileChannel调用tryLock()或lock()，就可以获得整个文件的FileLock。（SocketChannel、DatagramChannel和ServerSocketChannel不需要加锁，因为它们是从单进程实体继承而来，通常不在两个进程之间共享网络socket）tryLock()是非阻塞式的，它设法获取值，但是如果不能获得（当其他进程已经持有相同的锁，并不共享时），它将直接从方法调用方法返回。lock()则是阻塞式的，它要阻塞进程直至锁可以获得，或调用lock()的线程中断，或调用lock()的通道关闭。使用FileLock.release()可以释放锁。使用如下方法对文件的一部分上锁：      

      tryLock(long position, long size, boolean shared)  or  lock(long position, long size, boolean shared)

      其中，加锁的区域由size-position决定，第三个参数指定是否是共享锁。锁的类型（共享或独占）可以通过               FileLock.isShared()进行查询。

9、压缩

• Java I/O类库中的类支持读写压缩格式的数据流，也可用它们对其他的I/O类进行封装，已提供压缩功能。这些类不是从Reader和Writer类派生而来的，而是属于InputStream和OutputStream继承层次结构的一部分，因为压缩类库是按字节方式而不是字符方式处理的，不过有时会被迫要混合使用两种类型的数据流（可使用InputStreamReader和OutputStreamWriter在两种类型间方便地进行转换）。

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  尽管存在许多种压缩算法，但是Zip和GZip可能是最常用的。

• 用GZip进行简单压缩。GZip接口非常简单，因此如果只想对单个数据流（而不是一系列互异数据）进行压缩，那么它可能是比较适合的选择。压缩类的使用非常直观——直接将输出流封装成GZipOutputStream或ZipOutputStream，并将输入流封装成GZipInputStream或ZipInputStream即可，其他全部操作就是通常的I/O读写。

• 用Zip进行多文件保存。支持Zip格式的java库（标准Zip格式）更加全面，利用该库可方便地保存多个文件，它甚至有个独立的类，使读取Zip文件更加方便。Checksum类来计算和校验文件的校验和的方法，一共有两种Checksum类型：Adler32（它快一些）和CRC32（慢一些，但更准确）。

        对于每一个要加入压缩档案的文件，都必须调用putNextEntry()，并传递给它一个ZipEntry对象。ZipEntry对象包含了一个功能广泛的接口，允许获取和设置Zip文件内该特定项上所有可利用数据：名字、压缩的和未压缩的文件大小、日期、CRC校验和、额外字段数据、注释、压缩方法以及是否它是一个目录入口等等。

        CheckedInputStream和CheckedOutputStream都支持Adler32和CRC32两种类型的校验和，但是ZipEntry类只有支持一个CRC接口。

        为了能够解压缩文件，ZipInputStream提供了一个getNextEntry()方法返回下一个ZipEntry（如果存在的话）；解压缩文件有个更简便的方法——利用ZipFile对象读取文件，该对象有个entries()方法用来向ZipEntries返回一个Enumeration（枚举）。

        Zip流的方法setComment()，写文件时写注释。

• GZip或Zip库的使用并不仅仅局限于文件——它可以压缩任何东西，包括需要通过网络发送的数据。

10、对象序列化

• java的对象序列化将那些实现了Serializbale接口的对象转换成一个字节序列，并能够在以后将这个字节序列完全恢复为原来的对象。

• java对象的序列化是非常有趣的，因为利用它可以实现轻量级持久性（lightweight persistence）。”持久性“意味着一个对象的生存周期并不取决于程序是否正在执行，它可以生存于程序的调用之间。之所以称其为”轻量级“，是因为不能用某种”persistent“（持久）关键字来简单地定义一个对象，并让系统自动维护其他细节问题（尽管将来可能实现），而是对象必须在程序中显示地序列化（serialize）和反序列化还原（deserialize）。需要更严格的持久性机制，可以考虑像Hibernate之类的工具。

• 对象序列化的概念加入到语言中是为了支持两种特性。一是Java的远程方法调用（Remote Method Invocation，RMI），它使存活于其他计算机上的对象使用起来就像是存活于本机上一样，当向远程对象发送消息时，需要通过对象序列化来传输参数和返回值；二是对JavaBeans来说，对象序列化也是必需的，使用一个Bean时一般情况下是在设计阶段对它的状态信息进行配置，这种状态信息必须保存下来，并在程序启动时进行后期恢复，这种具体工作就是由对象序列化完成。

• 只要对象实现了Serializable接口（该接口是一个标记接口，不包括任何方法），对象序列化就能进行处理。

• 要序列化一个对象，首先要创建某些OutputStream对象，然后将其封装在一个ObjectOutputStream对象内，再只需调用writeObject()即可将对象序列化，并将其发送给OutputStream（对象序列化是基于字节的）。要反向进行该过程（反序列化，即将一个序列还原为一个对象），需要将一个InputStream封装在ObjectInputStream内，然后调用readObject()。最后获得的是一个引用，它指向一个向上转型的Object，所以向下转型才能直接设置它们。

• 对象序列化特别聪明的一个地方是它不仅仅保存了对象的全景图，而且能追踪对象内所包含的所有引用，并保存那些对象；接着又能对对象内包含的每个这样的引用进行追踪；以此类推。

• 在对象序列化还原的过程中，没有调用任何构造器，包括默认构造器，整个对象都是通过从InputStream中取得数据恢复而来的。

• 将一个对象从它的序列化状态中恢复过来，必须保证Java虚拟机能找到相关的.class文件。

• 序列化控制。也许考虑特殊的安全问题，不希望对象的某一部分序列化；或者一个对象被还原后，某子对象需要重新创建，从而不必将子对象序列化。

       可通过实现Externalizable接口（没有任何东西自动序列化和反序列化）——代替实现Serializable接口——来对序列化过程进行控制。Externalizable接口继承了Serializable接口，同时增加了两个方法：（对所需显示地序列化）writeExternal()和（对所需显示地反序列化）readExternal()，这两个方法会在序列化和反序列化还原的过程中被自动调用，一边执行一些特殊操作。对于一个Externalizable对象，所有普通的默认构造器都会被调用（包括在字段定义时的初始化），然后调用readExternal()，必须注意一点——所有默认的构造器被调用，才能使Externalizable对象产生正确的行为。

       操作的是一个Serializable对象，那么所有序列化操作都会自动进行，为了能够予以控制，可以使用transient（瞬时）关键字逐个字段地关闭序列化。由于Externalizable对象在默认情况下不保存它们的任何字段，所以transient关键字只能和Serializable对象一起使用。

• 如果想保存系统状态，最安全的做法是将其作为一个原子操作进行序列化。将构成系统状态的所有对象都置入单一的容器内，并在一个操作中将该容器直接写出，然后同样只需一次方法调用即可将其恢复。

11、XML

• 对象序列化的一个重要限制是它只是Java的解决方案：只有Java程序才能反序列化这种对象。一种更具会操作性的解决方案是将数据转换为XML格式。

12、Preferences

• Preferences API比对象序列化相比，前者与对象持久性更密切，因为它可以自动存储和读取信息，但它只能用于小的、受限的数据集合——只能存储基本类型和字符串，并且每个字符串的存储长度不能超过8K（不是很小，但并不想用它来创建任何重要的东西）。Preferences API用于存储和读取用户的偏好（Preferences）以及程序配置项的设置。

• Preferences是一个键-值集合（类似映射），存储在一个节点层次结构中，尽管节点层次结构可用来创建更为复杂的结构，但通常是创建以你的类名命名的单一节点，然后将信息存储于其中。
  

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