IO概述

Java IO 是一套Java用來讀寫數據（輸入和輸出）的API。大部分程序都要處理一些輸入，並由輸入產生一些輸出。Java為此提供了java.io包。

Java的IO包主要關註的是從原始數據源的讀取以及輸出原始數據到目標媒介。以下是最典型的數據源和目標媒介：

• 文件
• 管道
• 網絡連接
• 內存緩存
• System.in, System.out, System.error(註：Java標準輸入、輸出、錯誤輸出)

下面這張圖描繪了一個程序從數據源讀取數據，然後將數據輸出到其他媒介的原理：

流

流是個抽象的概念，是對輸入輸出設備的抽象，Java程序中，對於數據的輸入/輸出操作都是以“流”的方式進行。設備可以是文件，網絡，內存等。

流具有方向性，至於是輸入流還是輸出流則是一個相對的概念，一般以程序為參考，如果數據的流向是程序至設備，我們成為輸出流，反之我們稱為輸入流。

可以將流想象成一個“水流管道”，水流就在這管道中形成了，自然就出現了方向的概念。

當程序需要從某個數據源讀入數據的時候，就會開啟一個輸入流，數據源可以是文件、內存或網絡等等。相反地，需要寫出數據到某個數據源目的地的時候，也會開啟一個輸出流，這個數據源目的地也可以是文件、內存或網絡等等。

流的分類

可以從不同的角度對流進行分類：

1. 處理的數據單位不同，可分為：字符流，字節流

2.數據流方向不同，可分為：輸入流，輸出流

3.功能不同，可分為：節點流，處理流

1. 和 2. 都比較好理解，對於根據功能分類的，可以這麽理解：

節點流：節點流從一個特定的數據源讀寫數據。即節點流是直接操作文件，網絡等的流，例如FileInputStream和FileOutputStream，他們直接從文件中讀取或往文件中寫入字節流。

處理流：“連接”在已存在的流（節點流或處理流）之上通過對數據的處理為程序提供更為強大的讀寫功能。過濾流是使用一個已經存在的輸入流或輸出流連接創建的，過濾流就是對節點流進行一系列的包裝。例如BufferedInputStream和BufferedOutputStream，使用已經存在的節點流來構造，提供帶緩沖的讀寫，提高了讀寫的效率，以及DataInputStream和DataOutputStream，使用已經存在的節點流來構造，提供了讀寫Java中的基本數據類型的功能。他們都屬於過濾流。

類InputStream, OutputStream, Reader 和Writer

一個程序需要InputStream或者Reader從數據源讀取數據，需要OutputStream或者Writer將數據寫入到目標媒介中。以下的圖說明了這一點：

InputStream和Reader與數據源相關聯，OutputStream和writer與目標媒介相關聯。

java中的字符是Unicode編碼的，是雙字節的。InputStream是用來處理字節的，在處理字符文本時很不方便。Java為字符文本的輸入提供了專門的一套類Reader。Reader類是字符輸入流的抽象類，所有字符輸入流的實現都是它的子類。

常見流類介紹：

節點流類型常見的有：

對文件操作的字符流有FileReader/FileWriter，字節流有FileInputStream/FileOutputStream。

處理流類型常見的有：

緩沖流：緩沖流要“套接”在相應的節點流之上，對讀寫的數據提供了緩沖的功能，提高了讀寫效率，同事增加了一些新的方法。

　　字節緩沖流有BufferedInputStream/BufferedOutputStream，字符緩沖流有BufferedReader/BufferedWriter，字符緩沖流分別提供了讀取和寫入一行的方法ReadLine和NewLine方法。

　　對於輸出地緩沖流，寫出的數據，會先寫入到內存中，再使用flush方法將內存中的數據刷到硬盤。所以，在使用字符緩沖流的時候，一定要先flush，然後再close，避免數據丟失。

轉換流：用於字節數據到字符數據之間的轉換。

　　僅有字符流InputStreamReader/OutputStreamWriter。其中，InputStreamReader需要與InputStream“套接”，OutputStreamWriter需要與OutputStream“套接”。

數據流：提供了讀寫Java中的基本數據類型的功能。

　　DataInputStream和DataOutputStream分別繼承自InputStream和OutputStream，需要“套接”在InputStream和OutputStream類型的節點流之上。

對象流：用於直接將對象寫入寫出。

　　流類有ObjectInputStream和ObjectOutputStream，本身這兩個方法沒什麽，但是其要寫出的對象有要求，該對象必須實現Serializable接口，來聲明其是可以序列化的。否則，不能用對象流讀寫。

　　還有一個關鍵字比較重要，transient，由於修飾實現了Serializable接口的類內的屬性，被該修飾符修飾的屬性，在以對象流的方式輸出的時候，該字段會被忽略

Java IO的用途和特征

Java IO中包含了許多InputStream、OutputStream、Reader、Writer的子類。這樣設計的原因是讓每一個類都負責不同的功能。這也就是為什麽IO包中有這麽多不同的類的緣故。各類用途匯總如下：

• 文件訪問
• 網絡訪問
• 內存緩存訪問
• 線程內部通信(管道)
• 緩沖
• 過濾
• 解析
• 讀寫文本 (Readers / Writers)
• 讀寫基本類型數據 (long, int etc.)
• 讀寫對象

Java IO類概述表

已經討論了數據源、目標媒介、輸入、輸出和各類不同用途的Java IO類，接下來是一張通過輸入、輸出、基於字節或者字符、以及其他比如緩沖、解析之類的特定用途劃分的大部分Java IO類的表格。

參考文獻：

https://www.cnblogs.com/shitouer/archive/2012/12/19/2823641.html

http://ifeve.com/overview/

https://www.cnblogs.com/biehongli/p/6074713.html

18 Java學習之IO概述