java io

简介

Java IO是Java附带的API，它的目标是读写数据(输入和输出)。大多数应用程序需要处理一些输入并基于这些输入生成一些输出。例如，从文件或通过网络读取数据，然后写入文件或通过网络发回响应。

Java IO API位于Java IO包中。如果您查看Java中的Java IO类。io封装大量的选择可能相当令人困惑。

所有这些类的目的是什么?对于给定的任务，你应该选择哪一个?

如何创建自己的类插件?

本教程的目的是让您大致了解所有这些类是如何分组的，以及它们背后的目的，这样您就不必怀疑是否选择了正确的类，或者是否已经有一个类为您的目的而存在。

Scope

java.io包实际上并没有处理所有类型的输入和输出。

例如，Java IO包中不包括GUI或web页面的输入和输出。这些类型的输入在其他地方都有介绍，例如Swing项目中的JFC类，或者Java企业版中的Servlet和HTTP包。

Java IO包主要关注文件、网络流、内部内存缓冲区等的输入和输出。

但是，Java IO包不包含用于打开网络通信所需的网络套接字的类。

为此，您需要使用Java联网API。一旦您打开了套接字(网络连接)，您就可以通过Java IO的InputStream和OutputStream类来读写数据。

NIO

Java还包含另一个IO API，称为Java NIO。

它包含的类与Java IO和Java联网api的功能基本相同，但Java NIO可以在非阻塞模式下工作。

在某些情况下，非阻塞IO会比阻塞IO带来更大的性能提升。

Overview

Java中I/O操作主要是指使用Java进行输入，输出操作. Java所有的I/O机制都是基于数据流进行输入输出，这些数据流表示了字符或者字节数据的流动序列。

数据流

数据流是一串连续不断的数据的集合，就象水管里的水流，在水管的一端一点一点地供水，而在水管的另一端看到的是一股连续不断的水流。数据写入程序可以是一段、一段地向数据流管道中写入数据，这些数据段会按先后顺序形成一个长的数据流。对数据读取程序来说，看不到数据流在写入时的分段情况，每次可以读取其中的任意长度的数据，但只能先读取前面的数据后，再读取后面的数据（不能随机读取）。不管写入时是将数据分多次写入，还是作为一个整体一次写入，读取时的效果都是完全一样的。

简而言之：数据流是一组有序，有起点和终点的字节的数据序列。包括输入流和输出流。

当程序需要读取数据的时候，就会建立一个通向数据源的连接，这个数据源可以是文件，内存，或是网络连接。类似的，当程序需要写入数据的时候，就会建立一个通向目的地的连接。

数据流分类：

流序列中的数据既可以是未经加工的原始二进制数据，也可以是经一定编码处理后符合某种格式规定的特定数据。

因此Java中的流分为两种：

1) 字节流：数据流中最小的数据单元是字节

2) 字符流：数据流中最小的数据单元是字符， Java中的字符是Unicode编码，一个字符占用两个字节。

接口分类

Java.io包中最重要的就是5个类和一个接口。

5个类指的是File、OutputStream、InputStream、Writer、Reader；一个接口指的是Serializable。

层次

Java I/O主要包括如下3层次：

流式部分——最主要的部分。如：OutputStream、InputStream、Writer、Reader等

非流式部分——如：File类、RandomAccessFile类和FileDescriptor等类

其他——文件读取部分的与安全相关的类，如：SerializablePermission类，以及与本地操作系统相关的文件系统的类，如：FileSystem类和Win32FileSystem类和WinNTFileSystem类。

主要类

File（文件特征与管理）：用于文件或者目录的描述信息，例如生成新目录，修改文件名，删除文件，判断文件所在路径等。

InputStream（字节流，二进制格式操作）：抽象类，基于字节的输入操作，是所有输入流的父类。定义了所有输入流都具有的共同特征。

OutputStream（字节流，二进制格式操作）：抽象类。基于字节的输出操作。是所有输出流的父类。定义了所有输出流都具有的共同特征。

Reader（字符流，文本格式操作）：抽象类，基于字符的输入操作。

Writer（字符流，文本格式操作）：抽象类，基于字符的输出操作。

RandomAccessFile（随机文件操作）：它的功能丰富，可以从文件的任意位置进行存取（输入输出）操作。

20180831-io-system

I/O流

java.io包里有4个基本类：InputStream、OutputStream及Reader、Writer类，它们分别处理字节流和字符流。

20180831-io-system

按来源/去向分类：

File（文件）： FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter

byte[]：ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream

Char[]: CharArrayReader, CharArrayWriter

String: StringBufferInputStream, StringReader, StringWriter

网络数据流：InputStream, OutputStream, Reader, Writer

InputStream

InputStream 为字节输入流，它本身为一个抽象类，必须依靠其子类实现各种功能，此抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。

继承自InputStream 的流都是向程序中输入数据的，且数据单位为字节（8bit）；

InputStream是输入字节数据用的类，所以InputStream类提供了3种重载的read方法.Inputstream类中的常用方法：

public abstract int read()：读取一个byte的数据，返回值是高位补0的int类型值。若返回值=-1说明没有读取到任何字节读取工作结束。 public int read(byte b[])：读取b.length个字节的数据放到b数组中。返回值是读取的字节数。该方法实际上是调用下一个方法实现的 public int read(byte b[], int off, int len)：从输入流中最多读取len个字节的数据，存放到偏移量为off的b数组中。 public int available()：返回输入流中可以读取的字节数。注意：若输入阻塞，当前线程将被挂起，如果InputStream对象调用这个方法的话，它只会返回0，这个方法必须由继承InputStream类的子类对象调用才有用， public long skip(long n)：忽略输入流中的n个字节，返回值是实际忽略的字节数, 跳过一些字节来读取 public int close() ：使用完后，必须对我们打开的流进行关闭。来看看几种不同的InputStream：

FileInputStream把一个文件作为InputStream，实现对文件的读取操作 ByteArrayInputStream：把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用 StringBufferInputStream：把一个String对象作为InputStream PipedInputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用 SequenceInputStream：把多个InputStream合并为一个InputStream

OutputStream

OutputStream提供了3个write方法来做数据的输出，这个是和InputStream是相对应的。

public void write(byte b[])：将参数b中的字节写到输出流。 public void write(byte b[], int off, int len) ：将参数b的从偏移量off开始的len个字节写到输出流。 public abstract void write(int b) ：先将int转换为byte类型，把低字节写入到输出流中。 public void flush() : 将数据缓冲区中数据全部输出，并清空缓冲区。 public void close() : 关闭输出流并释放与流相关的系统资源。几种不同的OutputStream：

ByteArrayOutputStream：把信息存入内存中的一个缓冲区中 FileOutputStream：把信息存入文件中 PipedOutputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用 SequenceOutputStream：把多个OutStream合并为一个OutStream Reader和InputStream类似；Writer和OutputStream类似。

有两个需要注意的：

InputStreamReader：从输入流读取字节，在将它们转换成字符。

BufferReader: 接受Reader对象作为参数，并对其添加字符缓冲器，使用readline()方法可以读取一行。

如何选择I/O流

确定是输入还是输出

输入:输入流 InputStream Reader 输出:输出流 OutputStream Writer

明确操作的数据对象是否是纯文本

是:字符流 Reader，Writer 否:字节流 InputStream，OutputStream

明确具体的设备

文件：

读：FileInputStream,, FileReader, 写：FileOutputStream，FileWriter

数组： byte[ ]：ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream char[ ]：CharArrayReader, CharArrayWriter
String：

StringBufferInputStream(已过时，因为其只能用于String的每个字符都是8位的字符串), StringReader, StringWriter

Socket流

键盘：用System.in（是一个InputStream对象）读取，用System.out（是一个OutoutStream对象）打印

是否需要转换流

是，就使用转换流，从Stream转化为Reader、Writer：InputStreamReader，OutputStreamWriter

是否需要缓冲提高效率

是就加上Buffered：BufferedInputStream, BufferedOuputStream, BufferedReader, BufferedWriter

是否需要格式化输出

实例

标准输入

/**
 * 标准输入
 */
private static void systemInTest() {
    char ch;
    //将字节流转为字符流，带缓冲
    BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    try {
        while ((ch = (char) in.read()) != -1) {
            System.out.print(ch);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

将标准输入的内容写入文件

private static void scannerTest() {
    try {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        FileWriter out = new FileWriter("systemIn.log");
        String s;
        while (!"Q".equals(s = in.nextLine())){
            out.write(s + "\n");
        }
        out.flush();
        out.close();
        in.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

BufferedReader

public void bufferedReaderTest() throws FileNotFoundException {
    final String path = "test.java";
    BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(path));
    String s;
    try {
        while ((s = in.readLine()) != null) {
            System.out.println(s);
        }
        in.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

FileReader

@Test
public void fileReaderTest() throws FileNotFoundException {
    final String path = "test.java";
    FileReader in = new FileReader(path);
    int b;
    try {
        while ((b = in.read()) != -1) {
            System.out.print((char) b);
        }
        in.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

FileInputStream

@Test
public void fileInputStreamTest() throws FileNotFoundException {
    final String path = "test.java";
    FileInputStream in = new FileInputStream(path);
    int n = 50;
    byte[] buffer = new byte[n];
    try {
        while ((in.read(buffer, 0, n) != -1 && n > 0)) {
            // 可能会出现乱码
            System.out.print(new String(buffer));
        }
        in.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

复制文件

@Test
public void copyFileTest() throws IOException {
    final String path = "test.java";
    FileInputStream in = new FileInputStream(path);
    FileOutputStream out = new FileOutputStream("copy.txt");
    int b;
    while ((b = in.read()) != -1){
        out.write(b);
    }
    out.flush();
    in.close();
    out.close();
}

参考资料

http://tutorials.jenkov.com/java-io/overview.html

http://www.importnew.com/23708.html

https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-javaio/index.html

http://davidisok.iteye.com/blog/2106489

http://ifeve.com/java-io/

https://www.cnblogs.com/skywang12345/archive/2013/02/24/2936044.html

https://www.cnblogs.com/oubo/archive/2012/01/06/2394638.html

https://blog.csdn.net/qq_25184739/article/details/51205186

https://github.com/Snailclimb/Java-Guide/blob/master/Java%E7%9B%B8%E5%85%B3/Java%20IO%E4%B8%8ENIO.md

http://ifeve.com/overview/

http://tutorials.jenkov.com/java-nio/overview.html

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