Java I/O深入解析：顺序与随机读取

"Java I/O 是Java编程中的基础特性，涉及顺序读取和随机读取两种类型。顺序读取主要包括字节操作的InputStream/OutputStream家族和字符操作的Reader/Writer家族。InputStream下的子类如FileInputStream用于文件操作，PipedInputStream用于线程间通信，ObjectInputStream处理对象序列化，ByteArrayInputStream处理字节数组，LineNumberInputStream提供行号信息。OutputStream的子类如PrintStream方便打印数据。在实际使用中，通常会结合BufferedInputStream和BufferedOutputStream等缓冲流来提高效率。以下是一个使用FileInputStream读取文件的示例代码。" 在Java编程中，I/O（Input/Output）操作是不可或缺的部分，它允许程序与外部世界交换数据，如文件、网络连接或系统设备。Java的I/O系统基于流（Stream）的概念，将数据从一个源传输到另一个目的地。这个系统分为两大类：字节流（Byte Streams）和字符流（Character Streams），分别对应于InputStream/OutputStream和Reader/Writer。 字节流主要用于处理任何类型的数据，不论其内部编码。InputStream是所有字节输入流的基类，其中常见的子类包括： - FileInputStream：用于读取文件内容，通常与BufferedInputStream配合使用，提高读取性能。 - PipedInputStream：支持线程间的管道通信。 - ObjectInputStream：用于反序列化对象，从流中恢复对象状态。 - ByteArrayInputStream：从字节数组创建输入流，方便在内存中处理数据。 - LineNumberInputStream：提供当前行数的读取，可以在程序中修改。 OutputStream则是所有字节输出流的基类，常见的子类有： - PrintStream：提供打印功能，支持print()和println()方法，方便输出数据。 - FileOutputStream：对应FileInputStream，用于写入文件内容。 - PipedOutputStream：与PipedInputStream配对，实现线程间的数据传递。 字符流处理Unicode字符，更适合文本数据。Reader是所有字符输入流的基类，Writer则是所有字符输出流的基类。它们通常与InputStream和OutputStream一起使用，通过InputStreamReader和OutputStreamWriter进行转换。 在实际应用中，为了提高性能，我们通常会使用缓冲流（Buffered Streams），如BufferedInputStream和BufferedOutputStream，它们在内部维护了一个缓冲区，减少对底层物理介质的访问次数，从而提升效率。例如，以下代码展示了如何使用FileInputStream读取文件： ```java public static byte[] readFileByFileInputStream(File file) throws IOException { ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream(); FileInputStream fis = null; try { fis = new FileInputStream(file); byte[] buffer = new byte[1024]; int bytesRead = 0; while ((bytesRead = fis.read(buffer, 0, buffer.length)) != -1) { output.write(buffer, 0, bytesRead); } } finally { if (fis != null) { fis.close(); } } return output.toByteArray(); } ``` 以上代码首先创建一个FileInputStream实例来打开文件，然后用一个循环不断地读取文件内容，每次读取1024字节，直到文件结束。读取的内容会被写入一个 ByteArrayOutputStream，最后将输出流的内容转换成字节数组返回。 除了基本的字节流和字符流，Java I/O 还包含许多其他高级特性和类，如过滤流（Filter Streams）、对象序列化、套接字通信、NIO（New IO）和NIO.2等，这些都极大地扩展了Java在I/O方面的功能。