Java io簡(jiǎn)介

Java io系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷，就是為了實(shí)現(xiàn)“文件、控制臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備”這些io設(shè)置的通信。例如，對(duì)于一個(gè)文件，我們可以打開文件，然后進(jìn)行讀取和寫入。在java 1.0中，java提供的類都是以字節(jié)(byte)為單位，例如，F(xiàn)ileInputStream和FileOutputStream。而到了java 1.1，為了與國(guó)際化進(jìn)行接軌，在java io中添加了許多以字符(Unicode)為單位進(jìn)行操作的類。

在java io的稱呼中，我們經(jīng)常會(huì)提到“輸入流”、“輸出流”等等概念。首先，什么是流呢？

所謂“流”，就是一種抽象的數(shù)據(jù)的總稱，它的本質(zhì)是能夠進(jìn)行傳輸。

      a) 按照“流”的數(shù)據(jù)流向，可以將其化分為：輸入流和輸出流。

      b) 按照“流”中處理數(shù)據(jù)的單位，可以將其區(qū)分為：字節(jié)流和字符流。在java中，字節(jié)是占1個(gè)Byte，即8位；而字符是占2個(gè)Byte，即16位。而且，需要注意的是，java的字節(jié)是有符號(hào)類型，而字符是無(wú)符號(hào)類型！

Java io框架

有了上面的基本概念之后，我們看看java io的框架。

1. 以字節(jié)為單位的輸入流的框架圖

下面，是以字節(jié)為單位的輸入流的框架圖。

從中，我們可以看出。

(01) InputStream 是以字節(jié)為單位的輸入流的超類。InputStream提供了read()接口從輸入流中讀取字節(jié)數(shù)據(jù)。

(02) ByteArrayInputStream 是字節(jié)數(shù)組輸入流。它包含一個(gè)內(nèi)部緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)包含從流中讀取的字節(jié)；通俗點(diǎn)說，它的內(nèi)部緩沖區(qū)就是一個(gè)字節(jié)數(shù)組，而ByteArrayInputStream本質(zhì)就是通過字節(jié)數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

(03) PipedInputStream 是管道輸入流，它和PipedOutputStream一起使用，能實(shí)現(xiàn)多線程間的管道通信。

(04) FilterInputStream 是過濾輸入流。它是DataInputStream和BufferedInputStream的超類。

(05) DataInputStream 是數(shù)據(jù)輸入流。它是用來(lái)裝飾其它輸入流，它“允許應(yīng)用程序以與機(jī)器無(wú)關(guān)方式從底層輸入流中讀取基本 Java 數(shù)據(jù)類型”。

(06) BufferedInputStream 是緩沖輸入流。它的作用是為另一個(gè)輸入流添加緩沖功能。

(07) File 是“文件”和“目錄路徑名”的抽象表示形式。關(guān)于File，注意兩點(diǎn)：

a), File不僅僅只是表示文件，它也可以表示目錄！

b), File雖然在io保重定義，但是它的超類是Object，而不是InputStream。

(08) FileDescriptor 是“文件描述符”。它可以被用來(lái)表示開放文件、開放套接字等。

(09) FileInputStream 是文件輸入流。它通常用于對(duì)文件進(jìn)行讀取操作。

(10) ObjectInputStream 是對(duì)象輸入流。它和ObjectOutputStream一起，用來(lái)提供對(duì)“基本數(shù)據(jù)或?qū)ο蟆钡某志么鎯?chǔ)。

2. 以字節(jié)為單位的輸出流的框架圖

下面，是以字節(jié)為單位的輸出流的框架圖。

從中，我們可以看出。以字節(jié)為單位的輸出流的公共父類是OutputStream。

(01) OutputStream 是以字節(jié)為單位的輸出流的超類。OutputStream提供了write()接口從輸出流中讀取字節(jié)數(shù)據(jù)。

(02) ByteArrayOutputStream 是字節(jié)數(shù)組輸出流。寫入ByteArrayOutputStream的數(shù)據(jù)被寫入一個(gè) byte 數(shù)組。緩沖區(qū)會(huì)隨著數(shù)據(jù)的不斷寫入而自動(dòng)增長(zhǎng)?？墒褂?toByteArray() 和 toString() 獲取數(shù)據(jù)。

(03) PipedOutputStream 是管道輸出流，它和PipedInputStream一起使用，能實(shí)現(xiàn)多線程間的管道通信。

(04) FilterOutputStream 是過濾輸出流。它是DataOutputStream，BufferedOutputStream和PrintStream的超類。

(05) DataOutputStream 是數(shù)據(jù)輸出流。它是用來(lái)裝飾其它輸出流，它“允許應(yīng)用程序以與機(jī)器無(wú)關(guān)方式向底層寫入基本 Java 數(shù)據(jù)類型”。

(06) BufferedOutputStream 是緩沖輸出流。它的作用是為另一個(gè)輸出流添加緩沖功能。

(07) PrintStream 是打印輸出流。它是用來(lái)裝飾其它輸出流，能為其他輸出流添加了功能，使它們能夠方便地打印各種數(shù)據(jù)值表示形式。

(08) FileOutputStream 是文件輸出流。它通常用于向文件進(jìn)行寫入操作。

(09) ObjectOutputStream 是對(duì)象輸出流。它和ObjectInputStream一起，用來(lái)提供對(duì)“基本數(shù)據(jù)或?qū)ο蟆钡某志么鎯?chǔ)。 

3. 以字節(jié)為單位的輸入流和輸出流關(guān)聯(lián)的框架圖

輸入流和輸出流都有對(duì)應(yīng)的關(guān)系，下面是將以字節(jié)為單位的輸入流和輸出流關(guān)聯(lián)起來(lái)的圖片。 

4. 以字符為單位的輸入流的框架圖

下面，是以字符為單位的輸入流的框架圖。 

從中，我們可以看出。以字符為單位的輸入流的公共父類是Reader。

(01) Reader 是以字符為單位的輸入流的超類。它提供了read()接口來(lái)取字符數(shù)據(jù)。

(02) CharArrayReader 是字符數(shù)組輸入流。它用于讀取字符數(shù)組，它繼承于Reader。操作的數(shù)據(jù)是以字符為單位！

(03) PipedReader 是字符類型的管道輸入流。它和PipedWriter一起是可以通過管道進(jìn)行線程間的通訊。在使用管道通信時(shí)，必須將PipedWriter和PipedReader配套使用。

(04) FilterReader 是字符類型的過濾輸入流。

(05) BufferedReader 是字符緩沖輸入流。它的作用是為另一個(gè)輸入流添加緩沖功能。

(06) InputStreamReader 是字節(jié)轉(zhuǎn)字符的輸入流。它是字節(jié)流通向字符流的橋梁：它使用指定的 charset 讀取字節(jié)并將其解碼為字符。

(07) FileReader 是字符類型的文件輸入流。它通常用于對(duì)文件進(jìn)行讀取操作。 

5. 以字符為單位的輸出流的框架圖

下面，是以字符為單位的輸出流的框架圖。 

(01) Writer 是以字符為單位的輸出流的超類。它提供了write()接口往其中寫入數(shù)據(jù)。

(02) CharArrayWriter 是字符數(shù)組輸出流。它用于讀取字符數(shù)組，它繼承于Writer。操作的數(shù)據(jù)是以字符為單位！

(03) PipedWriter 是字符類型的管道輸出流。它和PipedReader一起是可以通過管道進(jìn)行線程間的通訊。在使用管道通信時(shí)，必須將PipedWriter和PipedWriter配套使用。

(04) FilterWriter 是字符類型的過濾輸出流。

(05) BufferedWriter 是字符緩沖輸出流。它的作用是為另一個(gè)輸出流添加緩沖功能。

(06) OutputStreamWriter 是字節(jié)轉(zhuǎn)字符的輸出流。它是字節(jié)流通向字符流的橋梁：它使用指定的 charset 將字節(jié)轉(zhuǎn)換為字符并寫入。

(07) FileWriter 是字符類型的文件輸出流。它通常用于對(duì)文件進(jìn)行讀取操作。

(08) PrintWriter 是字符類型的打印輸出流。它是用來(lái)裝飾其它輸出流，能為其他輸出流添加了功能，使它們能夠方便地打印各種數(shù)據(jù)值表示形式。 

6. 以字符為單位的輸入流和輸出流關(guān)聯(lián)的框架圖

下面是將以字符為單位的輸入流和輸出流關(guān)聯(lián)起來(lái)的圖片。 

7. 字節(jié)轉(zhuǎn)換為字符流的框架圖

在java中，字節(jié)流能轉(zhuǎn)換為字符流，下面是它們的轉(zhuǎn)換關(guān)系圖。 

從中，我們可以看出。

(01) FileReader繼承于InputStreamReader，而InputStreamReader依賴于InputStream。具體表現(xiàn)在InputStreamReader的構(gòu)造函數(shù)是以InputStream為參數(shù)。我們傳入InputStream，在InputStreamReader內(nèi)部通過轉(zhuǎn)碼，將字節(jié)轉(zhuǎn)換成字符。

(02) FileWriter繼承于OutputStreamWriter，而OutputStreamWriter依賴于OutputStream。具體表現(xiàn)在OutputStreamWriter的構(gòu)造函數(shù)是以O(shè)utputStream為參數(shù)。我們傳入OutputStream，在OutputStreamWriter內(nèi)部通過轉(zhuǎn)碼，將字節(jié)轉(zhuǎn)換成字符。 

8. 字節(jié)和字符的輸入流對(duì)應(yīng)關(guān)系

9. 字節(jié)和字符的輸出流對(duì)應(yīng)關(guān)系

認(rèn)識(shí)了java io的總體框架之后。接下來(lái)，我們可以開始對(duì)其中的各個(gè)類進(jìn)入學(xué)習(xí)，包括“它的作用和用法，源碼的探索”等方面。