Java SE：理解IO流

"JavaSE IO流技术详解" Java SE中的I/O流系统是处理数据输入和输出的核心机制。在Java程序中，数据的读写是以"流"的方式进行的，流的概念源自于数据传输的流动特性，它允许程序通过特定的通道进行数据交换。Java SDK提供了一系列的流类，用于处理不同类型的数据，包括字符数据、字节数据以及网络通信等。 一、Java流式输入/输出原理 Java中的流分为输入流（InputStream/Reader）和输出流（OutputStream/Writer）。流的工作方式可以形象地比喻为水管和水桶的关系。文件可以被视为一个装满数据的水桶，而流则像是一根连接水桶和读写端的水管。数据通过流这个管道从文件中读出或者写入文件，就像水流通过水管流动一样。在读取数据时，程序通过输入流从文件或其他数据源获取数据；在写入数据时，程序通过输出流将数据送入目标位置，如文件或网络。 此外，Java的流系统支持多层管道，即过滤流（Filter Stream）。例如，原始数据是字节流形式（010101...），但我们可以添加一个过滤层，如缓冲流（Buffered Stream），它能够将字节流转换为更易处理的形式，如字符流（Character Stream），从而简化数据处理。 二、输入输出流分类 Java.io包中的流可以按照不同维度进行分类： 1. 按照流向：分为输入流（Input Stream）和输出流（Output Stream）； 2. 按照数据类型：分为字节流（Byte Stream）和字符流（Character Stream）； 3. 按照操作方向：分为节点流（Narrow Stream）和处理流（Filter Stream）或装饰流； 4. 按照数据来源：分为文件流（File Stream）、内存流、网络流等。 字节流和字符流的主要区别在于处理数据的基本单位不同，字节流处理8位的数据单元（一个字节），而字符流处理16位的数据单元（一个Unicode字符）。节点流是直接与数据源或目的地相连的流，如FileInputStream和FileOutputStream；处理流则是对已有流的功能进行扩展或修饰，如BufferedReader和PrintWriter。 三、常用流类及用途 1. FileInputStream / FileOutputStream：用于读写文件的字节流。 2. FileReader / FileWriter：用于读写文件的字符流。 3. BufferedReader / BufferedWriter：用于提高读写效率，提供缓冲功能的字符流。 4. InputStreamReader / OutputStreamWriter：用于在字节流和字符流之间转换的桥接流。 5. DataInputStream / DataOutputStream：用于处理基本数据类型的字节流。 6. ObjectInputStream / ObjectOutputStream：用于序列化和反序列化的对象流。 7. InputStreamReader / OutputStreamWriter：用于处理字符编码的转换。 四、流的连接与关闭 在实际应用中，常常需要将多个流连接起来形成流链，以便进行复杂的操作。例如，可以将一个FileInputStream与BufferedInputStream连接，增加读取效率，然后再通过ObjectInputStream解析对象。使用完流后，记得调用`close()`方法关闭流，释放系统资源。 五、缓冲流与转换流的作用 缓冲流（Buffered Stream）如BufferedReader和BufferedWriter，增加了缓冲区，减少了与底层数据源的交互次数，提高了读写性能。转换流（如InputStreamReader和OutputStreamWriter）则用于在字节流和字符流之间转换，解决字符编码问题。 六、管道流与多线程 管道流（Piped Stream）如PipedInputStream和PipedOutputStream，用于在不同线程间传递数据，实现线程间的通信。 总结，Java的流系统是一个灵活且强大的工具，它允许开发者以统一的方式处理各种类型的数据输入和输出，无论是从文件、内存还是网络。理解和熟练使用流是Java程序员必备的技能之一。