今天再次回顧了一些關於java IO流的知識。雖然以前會點IO的方面的程式設計，但是還是知其然不知其所以然。

首先上一張IO流的主要家族圖吧。

該圖給出了IO流的具體分類和各類之間的繼承關係。其中還給出了各個類的使用場景和用途。

一、IO流的主流分類

    IO流主要分為位元組流和字元流。它們之間的區別就是：

1、讀寫的單位不同，位元組流是以位元組（8bit）為單位的。字元流是以字元為單位的，根據字元碼錶對映的字元，一次可能讀取多個位元組。

2、處理的物件不同。位元組流處理所有型別的資料，包括圖片、音視訊等。而字元流只能處理字元型的資料。

3、位元組流是直接傳輸的流通道，在進行流操作時是沒有緩衝區的。但是字元流在操作的時候會使用到緩衝區。這就是為什麼字元流的類例項都會有flush()

    然後針對位元組流和字元流會分成相應的輸入輸出流。

位元組流：InputStream輸入位元組流、OutputStream輸出位元組流。

字元流：Reader字元輸入流、Writer字元輸出流。 

二、檔案類的介紹和說明

在java中表示檔案類的有File和RandomAccessFile類。而IO流的類主要是針對檔案類中的檔案內容來進行讀寫的操作的。

    1、File類表示檔案的本身，可以直接使用此類來完成檔案的各種操作。比如：建立、刪除、判斷是否為目錄等。

    2、RandomAccessFile類可以從指定的位置開始讀取資訊，主要是因為這個類中定義了檔案指標。但是這個類是要求檔案中各個資料的儲存的長度必須是固定的。

接下來舉一個經常會問到的例子：如何遍歷一個檔案目錄中的所用檔案？？

程式碼如下：

package com.io;

import java.io.*;

public class listFile {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		//1 新建一個File類的例項
		File file=new File("d:"+File.separator+"Xiaomi");
		//2 進行檔案目錄的列印
		print(file);
	}

	public static void print(File file) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(file!=null){//判斷檔案不為空
			if(file.isDirectory()){//判斷檔案是不是目錄
			   File[] fs=file.listFiles();//返回所有的子檔案
			       if(fs!=null){
			    	   //開始遍歷子檔案
			    	   for (int i = 0; i < fs.length; i++) {
			    		   		print(fs[i]);
			    	   		}
			       }
			}else{//如果不是目錄就列印檔案的路徑
				System.out.println(file);
			}
		}
	}

}
 

結果顯示：

三、輸入輸出流的介紹

    輸入輸出流主要分為位元組流和字元流。但是在傳輸中使用位元組流的操作會比較的多。InputStream輸入位元組流、OutputStream輸出位元組流、Reader字元輸入流、Writer字元輸出流它們都是抽象類，根據使用的子類不同輸入或輸出的位置會不同。

比如向對上面的File檔案類來進行操作時，我們應該會想到使用FileInputStream和FileOutputStream類。

Java的JDK中也提供了將位元組流轉換為字元流的類：InputStreamReader(InputStream)和OutputStreamWriter(OutputStream)這兩個類。

使用ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream類是可以對記憶體進行輸入和輸出的。

線上程之間進行輸入和輸出時主要使用的是PipedOutputStream和PipedInputStream類。

    這裡注意一下，在日常的IO輸出時最好是使用列印流來進行輸出。即PrintWriter和PrintStream類。這樣可以方便的列印各種型別的資料，說到底就是列印流中的print方法實現了對各種資料列印方法的過載。還有我們經常使用的System.out實際上就是一個PrintStream類。

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    當然對於這些IO輸入輸出類實際上我們是可以進行裝飾的。這就是FilterInputStream、FilterReader等類的作用，它們的子類就是對應的各種各樣的裝飾類。比如以 FilterOutputStream的子類是：BufferedOutputStream、 DataOutputStream、PrintStream。

    BufferedOutputStream是可以直接向緩衝區寫入資料。該類實現緩衝的輸出流。通過設定這種輸出流，應用程式就可以將各個位元組寫入底層輸出流中，而不必針對每次位元組寫入呼叫底層系統。 

    DataOutputStream是資料輸出流，提供了與平臺無關的資料操作。資料輸出流允許應用程式以適當方式將基本 Java 資料型別寫入輸出流中。然後，應用程式可以使用資料輸入流將資料讀入。

    PrintStream 為其他輸出流添加了功能，使它們能夠方便地列印各種資料值表示形式。

注意這些經過裝飾類修飾的IO位元組流，有的會帶有緩衝區功能。所以也就會有flush()方法。 

    BufferedOutputStream為IO提供了帶有緩衝區的操作，一般開啟檔案進行寫入或讀取操作時，都會加上緩衝，這種流模式提高了IO的效能。從應用程式中把輸入放入檔案，相當於將一缸水倒入另一個缸中。

1>  FileOutputStream---->write方法相當於一滴一滴的把水轉移過去。

2>  DataOutputStream-->writeXXX方法會方便一些，相當於一瓢一瓢的把水轉移過去

3>  BufferedOutputStream-->write()方法會更方便一些，相當於一瓢一瓢先放入水桶中，在從桶中倒入缸中，效能提高了。

四、物件的序列化

什麼叫物件的序列化。實際上就是把一個物件變為二進位制的位元組資料流的一種方法。

    如果一個類想實現序列化只需要實現Serializable介面即可。接著我們是如何將這個類進行傳輸的。這時會有兩個位元組流：ObjectInputStream和ObjectOutputStream（物件輸入輸出流）。我們要知道類的序列化序列的是屬性的內容，不會序列化方法的。如果我們使用transient關鍵字來修飾某個屬性，這就表示這個屬性是不會被序列化的。

為何要進行序列化呢.不進行序列化,我的程式不跑的好好的嗎?你想要什麼結果,我也能給解決不是.我想說確實是這樣,如果你的程式與網路無關,那很好你已經可以摒棄它了.
    那下面我來簡單分析下為何java需要進行序列化呢？
    首先我們要明白,序列化是做什麼作用的？java序列化：以特定的方式對類例項的瞬時狀態進行編碼儲存的一種操作。(可能不是很精確,咱不是搞學術的,看懂即可)。從此定義可以看出,序列化作用的物件是類的例項。對例項進行序列化,就是儲存例項當前在記憶體中的狀態。包括例項的每一個屬性的值和引用等。
    既然後序列化,便會有反序列化。反序列化的作用便是將序列化後的編碼解碼成類例項的瞬時狀態，申請等同的記憶體儲存該例項。
    從上述定義可以發現,序列化就是為了儲存java的類物件的狀態的。儲存這個狀態的作用主要用於不同jvm之間進行類例項間的共享。在ORMaping中的快取機制,進行快取同步時,便是常見的java序列化的應用之一。在進行遠端方法呼叫,遠端過程呼叫時,採用序列化物件的傳輸也是一種應用...當你想從一個jvm中呼叫另一個jvm的物件時,你就可以考慮使用序列化了。

    簡而言之:序列化的作用就是為了不同jvm之間共享例項物件的一種解決方案。由java提供此機制,效率之高,是其他解決方案無法比擬的。

五、新的IO(NIO)

  我們知道在檔案操作的時候，速度的提高是很重要的。速度的提高是來自於我們使用了更接近於作業系統執行I/O的方式：通道和緩衝器。

     這裡唯一直接與通道互動的緩衝器（即緩衝區）就是ByteBuffer。這是新的IO，主要是為了提升IO操作的速度的。建議有時間去看JDK中的描述。

     下面的程式碼演示三種類型的流的可寫、可讀的通道：

package com.io;

import java.io.*;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
/*注意該方法只能測試英文字元。如果測試中文就會出現亂碼*/
public class GetChannels {
	private static final int BSIZE=1024;//用於後面設定位元組緩衝區的大小
	public static void main(String[] args) throws  Exception{
		// TODO Auto-generated method stub
		//寫一個檔案
		FileChannel fc=new FileOutputStream("date.txt").getChannel();//獲取與此檔案輸出流相關的唯一通道
		fc.write(ByteBuffer.wrap("my dear,".getBytes()));//注意是先獲取字串的位元組陣列，然後在將位元組陣列包裝到緩衝區中
		fc.close();//關閉通道
		
		//嘗試在檔案中新增內容
		fc=new RandomAccessFile("date.txt", "rw").getChannel();//重新獲取檔案的任意操作流的唯一通道
		fc.position(fc.size());//將檔案指標指向最末尾,這樣可以防止之前的字元被新的字元給覆蓋
		fc.write(ByteBuffer.wrap("my family".getBytes()));
		fc.close();
		
		//讀取檔案
		fc=new FileInputStream("date.txt").getChannel();
		ByteBuffer buff=ByteBuffer.allocate(BSIZE);//分配一個新的位元組緩衝區，大小為1k
		fc.read(buff);//將檔案內容讀取到位元組緩衝區buff中
		buff.flip();//為讀取位元組緩衝區做準備
		while(buff.hasRemaining())//位元組緩衝區是否還有位元組元素
			System.out.print((char)buff.get());//獲取位元組，並轉化為字元
		
		
	}

}

結果顯示：

注意這種使用方法是無法讀取中文字元的。會出現亂碼的。所以嘗試使用編碼的方式來解決：

package com.io;

import java.io.*;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.charset.Charset;

public class BufferToText {
	private static final int BSIZE=1024;
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		//寫入file中
		FileChannel fc=new FileOutputStream("date2.txt").getChannel();
		fc.write(ByteBuffer.wrap("my love我的愛".getBytes()));//將字元轉換為位元組陣列，在放入位元組緩衝器中。最後寫入到通道中
		fc.close();
		fc=new FileInputStream("date2.txt").getChannel();
		ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(BSIZE);//定義一個指定大小的位元組緩衝區
		fc.read(buffer);
		buffer.flip();
		//列印讀取到的位元組
		//System.out.print(buffer.asCharBuffer());//這種方法沒什麼用，會出現亂碼。
		
		//我們需要系統的指定預設的字符集
		buffer.rewind();
		String encoding =System.getProperty("file.encoding");//獲取檔案的位元組碼
		System.out.println("Decoding using:"+encoding+":"+Charset.forName(encoding).decode(buffer));
		
		//或者我們也可以使用編碼來向檔案中寫入字元
		fc=new FileOutputStream("date3.txt").getChannel();
		fc.write(ByteBuffer.wrap("我是一份大菠菜。".getBytes("UTF-16BE")));
		fc.close();
		
		//接下來我們進行讀檔案
		fc=new FileInputStream("date3.txt").getChannel();
		buffer.clear();
		fc.read(buffer);
		buffer.flip();
		System.out.print(buffer.asCharBuffer());
	}

}