java之I/O系列01——IO概述
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一、前言
在我们写的程序中，在变量、数组和对象中存储的数据是暂时存在的，程序结束后它们就会丢失。想要永久地存储程序创建的数据，就需要将其保存在磁盘文件中，这样就可以在其他程序中使用它们。Java的I/O技术可以将数据保存到文本文件、二进制文件甚至是ZIP压缩文件中，以达到永久性保存数据的要求。
在了解java是如何处理文件之前，我们要知道：文件系统和java进程是平行的，是两套系统。文件系统是由OS(操作系统)管理的。文件系统是由文件夹和文件递归组合而成。文件又包括文件中的内容和文件的基本属性（名称、大小、扩展名、修改时间等）。java中的File类（java.io.File）是专门对文件进行操作的类，只能对文件本身进行操作，不能对文件内容进行操作。File类与OS无关，但是会受OS权限的限制。
所以，我们知道，java和文件系统是两套平行的系统，那么，由于文件可能很大，java可能不能一下子将文件全部加载进内存，如果全部加载进内存，可能耗费的内存十分庞大，因此，java读写文件，只能以(数据)流的形式分批读取。
二、IO流概述
2.1 流的概念和作用
流是一组有序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称和抽象。即数据在两设备之间的传输称为流，
流的本质是数据传输，根据数据传输的特性将流抽象为各种类，方便进行更直观的数据操作。
2.2 流的分类
（1）根据处理数据类型的不同分为 字节流和字符流。
字节流：每次读取(写出)一个字节，当传输的资源文件有中文时，就会出现乱码；
字符流：每次读取(写出)两个字节，有中文时，使用该流就可以正确传输显示中文。
（2）根据数据流向的不同分为 输入流和输出流。
输入流：从别的地方(本地文件，网络上的资源等)获取资源输入到我们的程序中；
输出流：从我们的程序中输出到别的地方(本地文件)。
（3）按功能不同分为 节点流、处理流。
节点流：以从或向一个特定的地方（节点）读写数据。如FileInputStream
处理流：是对一个已存在的流的连接和封装，通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如BufferedReader。处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装。
三、IO框架
有了上面的基本概念之后，我们看看java io的框架。
Java语言定义了许多类专门负责各种方式的输入／输出，这些类都被放在java.io包中。其中，所有输入流类都是抽象类InputStream（字节输入流）或抽象类Reader（字符输入流）的子类；而所有输出流都是抽象类OutputStream（字节输出流）或抽象类Writer（字符输出流）的子类。
3.1 输入流
3.1.1 InputStream类
InputStream类是字节输入流的抽象类，是所有字节输入流的父类。该类中所有方法遇到错误时都会引发IOException异常。
InputStream类的具体层次结构如图所示。
从中，我们可以看出：
（1）InputStream是所有的输入字节流的父类，它是一个抽象类。
（2） ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream是三种基本的介质流，它们分别从Byte数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。
（3）PipedInputStream是管道输入流，它和PipedOutputStream一起使用，能实现多线程间的管道通信。
（4）ObjectInputStream 是对象输入流。它和ObjectOutputStream一起，用来提供对“基本数据或对象”的持久存储。
（5）FilterInputStream 是过滤输入流。它是DataInputStream和BufferedInputStream等的父类。BufferedInputStream 是缓冲输入流。它的作用是为另一个输入流添加缓冲功能。DataInputStream 是数据输入流。它是用来装饰其它输入流，它“允许应用程序以与机器无关方式从底层输入流中读取基本 Java 数据类型”。
（6）FileInputStream 是文件输入流。它通常用于对文件进行读取操作。
3.1.2 Reader类
Java中的字符是Unicode编码，是双字节的。InputStream是用来处理字节的，并不适合处理字符文本。Java为字符文本的输入专门提供了一套单独的类Reader，但Reader类并不是InputStream类的替换者，只是在处理字符串时简化了编程。Reader类是字符输入流的抽象类，所有字符输入流的实现都是它的子类。
Reader类的具体层次结构如图所示。
(1) Reader 是以字符为单位的输入流的超类。它提供了read()接口来取字符数据。
(2) CharArrayReader 是字符数组输入流。它用于读取字符数组，它继承于Reader。操作的数据是以字符为单位！
(3) PipedReader 是字符类型的管道输入流。它和PipedWriter一起是可以通过管道进行线程间的通讯。在使用管道通信时，必须将PipedWriter和PipedReader配套使用。
(4) FilterReader 是字符类型的过滤输入流。
(5) BufferedReader 是字符缓冲输入流。它的作用是为另一个输入流添加缓冲功能。
(6) InputStreamReader 是字节转字符的输入流。它是字节流通向字符流的桥梁：它使用指定的 charset 读取字节并将其解码为字符。
(7) FileReader 是字符类型的文件输入流。它通常用于对文件进行读取操作。
3.2 输出流
3.2.1 OutputStream类
OutputStream类是字节输出流的抽象类，此抽象类是表示输出字节流的所有类的超类。OutputStream类中的所有方法均返回void，在遇到错误时会引发IOException异常。OutputStream类的具体层次如图所示。
(1) OutputStream 是以字节为单位的输出流的超类。OutputStream提供了write()接口从输出流中读取字节数据。
(2) ByteArrayOutputStream 是字节数组输出流。写入ByteArrayOutputStream的数据被写入一个 byte 数组。缓冲区会随着数据的不断写入而自动增长。可使用 toByteArray() 和 toString() 获取数据。
(3) PipedOutputStream 是管道输出流，它和PipedInputStream一起使用，能实现多线程间的管道通信。
(4) FilterOutputStream 是过滤输出流。它是DataOutputStream，BufferedOutputStream和PrintStream的超类。
(5) DataOutputStream 是数据输出流。它是用来装饰其它输出流，它“允许应用程序以与机器无关方式向底层写入基本 Java 数据类型”。
(6) BufferedOutputStream 是缓冲输出流。它的作用是为另一个输出流添加缓冲功能。
(7) PrintStream 是打印输出流。它是用来装饰其它输出流，能为其他输出流添加了功能，使它们能够方便地打印各种数据值表示形式。
(8) FileOutputStream 是文件输出流。它通常用于向文件进行写入操作。
(9) ObjectOutputStream 是对象输出流。它和ObjectInputStream一起，用来提供对“基本数据或对象”的持久存储。
3.2.2 Writer类
Writer类是字符输出流的抽象类，所有字符输出类的实现都是它的子类。Writer类的层次结构如图所示。
(1) Writer 是以字符为单位的输出流的超类。它提供了write()接口往其中写入数据。
(2) CharArrayWriter 是字符数组输出流。它用于读取字符数组，它继承于Writer。操作的数据是以字符为单位！
(3) PipedWriter 是字符类型的管道输出流。它和PipedReader一起是可以通过管道进行线程间的通讯。在使用管道通信时，必须将PipedWriter和PipedWriter配套使用。
(4) FilterWriter 是字符类型的过滤输出流。
(5) BufferedWriter 是字符缓冲输出流。它的作用是为另一个输出流添加缓冲功能。
(6) OutputStreamWriter 是字节转字符的输出流。它是字节流通向字符流的桥梁：它使用指定的 charset 将字节转换为字符并写入。
(7) FileWriter 是字符类型的文件输出流。它通常用于对文件进行读取操作。
(8) PrintWriter 是字符类型的打印输出流。它是用来装饰其它输出流，能为其他输出流添加了功能，使它们能够方便地打印各种数据值表示形式。
3.3 以字节为单位的输入流和输出流的关联框架图
3.4 以字符为单位的输入流和输出流关联的框架图
3.4 字节和字符的输入流对应关系
3.5 字节和字符的输出流对应关系
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