流的概念和作用

流是一組有順序的，有起點(diǎn)和終點(diǎn)的字節(jié)集合，是對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偡Q或抽象。即數(shù)據(jù)在兩設(shè)備間的傳輸稱為流，流的本質(zhì)是數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸特性將流抽象為各種類，方便更直觀的進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。

IO流的分類

根據(jù)處理數(shù)據(jù)類型的不同分為：字符流和字節(jié)流

根據(jù)數(shù)據(jù)流向不同分為：輸入流和輸出流

字符流和字節(jié)流

字符流的由來： 因?yàn)閿?shù)據(jù)編碼的不同，而有了對(duì)字符進(jìn)行高效操作的流對(duì)象。本質(zhì)其實(shí)就是基于字節(jié)流讀取時(shí)，去查了指定的碼表。 字節(jié)流和字符流的區(qū)別：

讀寫單位不同：字節(jié)流以字節(jié)（8bit）為單位，字符流以字符為單位，根據(jù)碼表映射字符，一次可能讀多個(gè)字節(jié)。

處理對(duì)象不同：字節(jié)流能處理所有類型的數(shù)據(jù)（如圖片、avi等），而字符流只能處理字符類型的數(shù)據(jù)。

結(jié)論：只要是處理純文本數(shù)據(jù)，就優(yōu)先考慮使用字符流。 除此之外都使用字節(jié)流。

輸入流和輸出流

對(duì)輸入流只能進(jìn)行讀操作，對(duì)輸出流只能進(jìn)行寫操作，程序中需要根據(jù)待傳輸數(shù)據(jù)的不同特性而使用不同的流。 ?

Java IO流對(duì)象

1.輸入字節(jié)流InputStreamIO 中輸入字節(jié)流的繼承圖可見上圖，可以看出：

InputStream 是所有的輸入字節(jié)流的父類，它是一個(gè)抽象類。

ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三種基本的介質(zhì)流，它們分別從Byte 數(shù)組、StringBuffer、和本地文件中讀取數(shù)據(jù)。PipedInputStream 是從與其它線程共用的管道中讀取數(shù)據(jù)，與Piped 相關(guān)的知識(shí)后續(xù)單獨(dú)介紹。

ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子類都是裝飾流（裝飾器模式的主角）。

2.輸出字節(jié)流OutputStream

IO 中輸出字節(jié)流的繼承圖可見上圖，可以看出：

OutputStream 是所有的輸出字節(jié)流的父類，它是一個(gè)抽象類。

ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是兩種基本的介質(zhì)流，它們分別向Byte 數(shù)組、和本地文件中寫入數(shù)據(jù)。PipedOutputStream 是向與其它線程共用的管道中寫入數(shù)據(jù)，

ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子類都是裝飾流。

3.字節(jié)流的輸入與輸出的對(duì)應(yīng)

圖中藍(lán)色的為主要的對(duì)應(yīng)部分，紅色的部分就是不對(duì)應(yīng)部分。紫色的虛線部分代表這些流一般要搭配使用。從上面的圖中可以看出Java IO 中的字節(jié)流是極其對(duì)稱的。“存在及合理”我們看看這些字節(jié)流中不太對(duì)稱的幾個(gè)類吧！

LineNumberInputStream 主要完成從流中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)得到相應(yīng)的行號(hào)，至于什么時(shí)候分行、在哪里分行是由改類主動(dòng)確定的，并不是在原始中有這樣一個(gè)行號(hào)。在輸出部分沒有對(duì)應(yīng)的部分，我們完全可以自己建立一個(gè)LineNumberOutputStream，在最初寫入時(shí)會(huì)有一個(gè)基準(zhǔn)的行號(hào)，以后每次遇到換行時(shí)會(huì)在下一行添加一個(gè)行號(hào)，看起來也是可以的。好像更不入流了。

PushbackInputStream 的功能是查看最后一個(gè)字節(jié)，不滿意就放入緩沖區(qū)。主要用在編譯器的語法、詞法分析部分。輸出部分的BufferedOutputStream 幾乎實(shí)現(xiàn)相近的功能。

StringBufferInputStream 已經(jīng)被Deprecated，本身就不應(yīng)該出現(xiàn)在InputStream 部分，主要因?yàn)镾tring 應(yīng)該屬于字符流的范圍。已經(jīng)被廢棄了，當(dāng)然輸出部分也沒有必要需要它了！還允許它存在只是為了保持版本的向下兼容而已。

SequenceInputStream 可以認(rèn)為是一個(gè)工具類，將兩個(gè)或者多個(gè)輸入流當(dāng)成一個(gè)輸入流依次讀取。完全可以從IO 包中去除，還完全不影響IO 包的結(jié)構(gòu)，卻讓其更“純潔”――純潔的Decorator 模式。

PrintStream 也可以認(rèn)為是一個(gè)輔助工具。主要可以向其他輸出流，或者FileInputStream 寫入數(shù)據(jù)，本身內(nèi)部實(shí)現(xiàn)還是帶緩沖的。本質(zhì)上是對(duì)其它流的綜合運(yùn)用的一個(gè)工具而已。一樣可以踢出IO 包！System.out 和System.out 就是PrintStream 的實(shí)例！

4.字符輸入流Reader

在上面的繼承關(guān)系圖中可以看出：

Reader 是所有的輸入字符流的父類，它是一個(gè)抽象類。

CharReader、StringReader 是兩種基本的介質(zhì)流，它們分別將Char 數(shù)組、String中讀取數(shù)據(jù)。PipedReader 是從與其它線程共用的管道中讀取數(shù)據(jù)。

BufferedReader 很明顯就是一個(gè)裝飾器，它和其子類負(fù)責(zé)裝飾其它Reader 對(duì)象。

FilterReader 是所有自定義具體裝飾流的父類，其子類PushbackReader 對(duì)Reader 對(duì)象進(jìn)行裝飾，會(huì)增加一個(gè)行號(hào)。

InputStreamReader 是一個(gè)連接字節(jié)流和字符流的橋梁，它將字節(jié)流轉(zhuǎn)變?yōu)樽址鳌ileReader 可以說是一個(gè)達(dá)到此功能、常用的工具類，在其源代碼中明顯使用了將FileInputStream 轉(zhuǎn)變?yōu)镽eader 的方法。我們可以從這個(gè)類中得到一定的技巧。Reader 中各個(gè)類的用途和使用方法基本和InputStream 中的類使用一致。后面會(huì)有Reader 與InputStream 的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

5.字符輸出流Writer

在上面的關(guān)系圖中可以看出：

Writer 是所有的輸出字符流的父類，它是一個(gè)抽象類。

CharArrayWriter、StringWriter 是兩種基本的介質(zhì)流，它們分別向Char 數(shù)組、String 中寫入數(shù)據(jù)。PipedWriter 是向與其它線程共用的管道中寫入數(shù)據(jù)，

BufferedWriter 是一個(gè)裝飾器為Writer 提供緩沖功能。

PrintWriter 和PrintStream 極其類似，功能和使用也非常相似。

OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 轉(zhuǎn)換的橋梁，它的子類FileWriter 其實(shí)就是一個(gè)實(shí)現(xiàn)此功能的具體類（具體可以研究一SourceCode）。功能和使用和OutputStream 極其類似，后面會(huì)有它們的對(duì)應(yīng)圖。

6.字符流的輸入與輸出的對(duì)應(yīng)

7.字符流與字節(jié)流轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換流的特點(diǎn)：

其是字符流和字節(jié)流之間的橋梁

可對(duì)讀取到的字節(jié)數(shù)據(jù)經(jīng)過指定編碼轉(zhuǎn)換成字符

可對(duì)讀取到的字符數(shù)據(jù)經(jīng)過指定編碼轉(zhuǎn)換成字節(jié)

何時(shí)使用轉(zhuǎn)換流？

當(dāng)字節(jié)和字符之間有轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)；

流操作的數(shù)據(jù)需要編碼或解碼時(shí)。

具體的對(duì)象體現(xiàn)：

InputStreamReader:字節(jié)到字符的橋梁

OutputStreamWriter:字符到字節(jié)的橋梁

這兩個(gè)流對(duì)象是字符體系中的成員，它們有轉(zhuǎn)換作用，本身又是字符流，所以在構(gòu)造的時(shí)候需要傳入字節(jié)流對(duì)象進(jìn)來。

8.File類

File類是對(duì)文件系統(tǒng)中文件以及文件夾進(jìn)行封裝的對(duì)象，可以通過對(duì)象的思想來操作文件和文件夾。 File類保存文件或目錄的各種元數(shù)據(jù)信息，包括文件名、文件長度、最后修改時(shí)間、是否可讀、獲取當(dāng)前文件的路徑名，判斷指定文件是否存在、獲得當(dāng)前目錄中的文件列表，創(chuàng)建、刪除文件和目錄等方法。 ?

9.RandomAccessFile類

該對(duì)象并不是流體系中的一員，其封裝了字節(jié)流，同時(shí)還封裝了一個(gè)緩沖區(qū)（字符數(shù)組），通過內(nèi)部的指針來操作字符數(shù)組中的數(shù)據(jù)。 該對(duì)象特點(diǎn)：

該對(duì)象只能操作文件，所以構(gòu)造函數(shù)接收兩種類型的參數(shù)：a.字符串文件路徑；b.File對(duì)象。

該對(duì)象既可以對(duì)文件進(jìn)行讀操作，也能進(jìn)行寫操作，在進(jìn)行對(duì)象實(shí)例化時(shí)可指定操作模式(r,rw)

注意：該對(duì)象在實(shí)例化時(shí)，如果要操作的文件不存在，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建；如果文件存在，寫數(shù)據(jù)未指定位置，會(huì)從頭開始寫，即覆蓋原有的內(nèi)容。?可以用于多線程下載或多個(gè)線程同時(shí)寫數(shù)據(jù)到文件。