彻底明白java中的IO流

Java的核心库java.io提供了全面的IO接口，包括：文件读写，标准设备输出等等。Java中IO是以流为基础进行输入输出的，所有数据被串行化写入输出流，或者从输入流读入。在具体使用中很多初学者对Java.io包的使用非常含糊，本文将详细解说关于Java.io的使用………… Java中的IO流是Java核心库java.io中的关键组成部分，它为程序提供了与外部资源交互的能力，包括文件读写、标准设备输入输出等。Java的IO流机制基于流的概念，流可以被视为数据传输的通道，数据按照序列化的方式从输入流读取或向输出流写入。 1. **输入流（Input Stream）与输出流（Output Stream）** 输入流用于从数据源读取数据，而输出流则用于向目标位置写入数据。Java提供两类基本的流：以字节为导向的流和以Unicode字符为导向的流。 - **以字节为导向的流**： - 输入流：例如，`ByteArrayInputStream`从内存缓冲区读取，`StringBufferInputStream`从字符串读取，`FileInputStream`用于读取文件，`PipedInputStream`用于线程间的通信，`SequenceInputStream`合并多个输入流。 - 输出流：包括`ByteArrayOutputStream`写入内存缓冲区，`FileOutputStream`写入文件，`PipedOutputStream`用于线程间通信，以及`SequenceOutputStream`合并多个输出流。 - **以Unicode字符为导向的流**： - 输入流：如`CharArrayReader`从字符数组读取，`StringReader`从字符串读取，`FileReader`从文件读取，`PipedReader`用于线程间通信。 - 输出流：包括`CharArrayWriter`写入字符数组，`FileWriter`写入文件，`PipedWriter`用于线程间通信。 两者之间的转换可以通过`InputStreamReader`和`OutputStreamReader`实现，它们分别用于将字节流转换为字符流，反之亦然。 2. **Stream的扩展与属性添加** Java的IO流设计允许通过`FilterInputStream`和`FilterOutputStream`的子类为流添加额外的属性或功能。例如，如果要先将数据缓存到内存，然后再写入文件，直接使用`FileOutputStream`无法实现这个需求。这时，可以使用`BufferedOutputStream`作为`FileOutputStream`的包装，它提供了一种缓存机制，允许先写入内存，再批量写入文件。 还有其他过滤流，如`DataInputStream`和`DataOutputStream`，它们提供了读写基本数据类型的便捷方法；`GZIPOutputStream`和`GZIPInputStream`支持GZIP压缩；`ObjectInputStream`和`ObjectOutputStream`处理对象的序列化和反序列化。 3. **流的层次结构** Java的IO流形成了一个丰富的层次结构，每个流类都有特定的用途。例如，`FileInputStream`和`FileOutputStream`是最底层的流，直接操作文件系统。而`BufferedInputStream`和`BufferedOutputStream`作为过滤流，增加了缓冲功能，提高性能。还有`FilterInputStream`和`FilterOutputStream`的其他子类，如`PushbackInputStream`允许数据回退，`CheckedInputStream`和`CheckedOutputStream`用于校验数据完整性。 4. **流的关闭** 使用完流后，必须正确关闭，以释放资源。通常，可以使用`finally`块确保流的关闭，例如： ```java try (InputStream is = new FileInputStream("file.txt")) { // 读取操作 } catch (IOException e) { // 处理异常 } ``` 上述代码利用了Java 7引入的try-with-resources语句，自动关闭流。 5. **流的缓冲与缓冲区** 缓冲流如`BufferedReader`和`BufferedWriter`提高了读写效率，它们会在内部创建一个缓冲区，减少实际的物理I/O操作次数。 6. **字符编码与转换** Java的字符流默认使用UTF-8编码，但可以使用`InputStreamReader`和`OutputStreamWriter`指定不同的字符编码。 7. **多路复用流与选择器** Java NIO（非阻塞I/O）引入了多路复用器（Selector）和选择器（Channel），可以同时处理多个输入/输出连接，提升了并发性能。 Java的IO流系统是强大而灵活的，提供了多种类型的流以适应不同的输入输出需求，并通过过滤流和缓冲流增强了功能。理解这些流的概念和用法，对于编写高效的Java I/O程序至关重要。