Java的IO流理解

1.* 理解Java的IO流

Java的IO流是实现输入/输出的基础，它可以方便地实现数据的输入/输出操作，在Java中把不同的输入/输出源（键盘、文件、网络连接等）抽象表述为“流”（stream），通过流的方式允许Java程序使用相同的方式来访问不同的输入/输出源。stream是从起源（source）到接收（sink）的有序数据。

Java把所有传统的流类型（类或抽象类）都放在java.io包中，用以实现输入/输出功能。

提示：因为Java提供了这种IO流的抽象，所以开发者可以使用一致的IO代码去读写不同的IO流节点。

1.*.& 流的分类

按照不同的分类方式，可以将流分为不同的类型，下面我们从不同的角度来对流进行分类，它们在概念上可能存在重叠的地方。

1.*.&.% 输入流和输出流

先介绍一张图：

按照流的流向来分，可以分为输入流和输出流：

• 输入流：只能从中读取数据，而不能向其写入数据。
• 输出流：只能向其写入数据，而不能从中读取数据。

此处的输入、输出涉及一个方向问题，对于如图所示的数据流向，数据从内存到硬盘，通常称为输出流，也就是说，这里的输入、输出都是从程序运行所在内存的角度来划分的。

提示：如果从硬盘的角度来考虑，上图所示的数据流应该是输入流才对；但划分输入/输出流时是从程序运行所在内存的角度来考虑的，因此上图的流是输出流，而不是输入流。

接下来，再介绍一张图：

对于上图所示的数据流向，数据从服务器通过网络流向客户端，在这种情况下，Server端的内存负责将数据输出到网络里，因此Server端的程序使用输出流；Client端的内存负责从网络里读取数据，因此Client端的程序应该使用输入流。

Java的输入流主要由InputStream和Reader作为基类，而输出流则主要由OutputStream和Writer作为基类。它们都是一些抽象基类，无法直接创建实例。

1.*.&.% 字节流和字符流

字节流和字符流的用法几乎完全一样，区别在于字节流和字符流所操作的数据单元不同，字节流操作的数据单元是8位的字节，而字符流操作的数据单元是16位的字符。

字节流主要由InputStream和OutputStream作为基类，而字符流则主要由Reader和Writer作为基类。

1.*.&.% 节点流和处理流

按照流的角色来分，可以分为节点流和处理流。

可以从/向一个特定的IO设备（如磁盘、网络）读/写数据的流，称为节点流，节点流也被称为低级流（Low Level Stream）。下图显示了节点流示意图：

从图中可以看出，当使用节点流进行输入/输出时，程序直接连接到实际的数据源，和实际的输入/输出节点连接。

处理流则用于对一个已存在的流进行连接或封装，通过封装后的流来实现数据读/写功能。处理流也被称为高级流。下图显示了处理流示意图：

从图中可以看出，当使用处理流进行输入/输出时，程序并不会直接连接到实际的数据源，没有和实际的输入/输出节点连接。使用处理流的一个明显好处是，只要使用相同的处理流，程序就可以采用完全相同的输入/输出代码来访问不同的数据源，随着处理流所包装节点流的变化，程序实际所访问的数据源也相应地发生变化。

提示：实际上，Java使用处理流来包装节点流是一种典型的装饰器设计模式，通过使用处理流来包装不同的节点流，既可以消除不同节点流的实现差异，也可以提供更方便的方法来完成输入/输出功能。因此处理流也被称为包装流。

1.*.& 流的概念模型

Java把所有设备里的有序数据抽象成流模型，简化了输入/输出处理，理解了流的概念模型也就了解了Java IO。

Java的IO流共涉及40多个类，这些类看上去复杂而凌乱，但实际上非常规则，而且彼此之间存在非常紧密的联系。Java的IO流的40多个类都是从如下4个抽象基类派生的：

• InputStream/Reader：所有输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。
• OutputStream/Writer：所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流。

对于InputStream和Reader而言，它们把输入设备抽象成一个“水管”，这个水管里的每个“水滴”依次排列，如图所示：

从图中可以看出，字节流和字符流的处理方式其实非常相似，只是它们处理的输入/输出单位不同而已。输入流使用隐式的记录指针来表示当前正准备从哪个“水滴”开始读取，每当程序从InputStream或Reader里取出一个或多个“水滴”后，记录指针自动向后移动；除此之外，InputStream和Reader里都提供一些方法来控制记录指针的移动。

对于OutputStream和Writer而言，它们同样把输出设备抽象成一个“水管”，只是这个水管里没有任何水滴，如图所示：

正如上图所示，当执行输出时，程序相当于依次把“水滴”放入到输出流的水管中，输出流同样采用隐式的记录指针来标识当前水滴即将放入的位置，每当程序向OutputStream或Writer里输出一个或多个水滴后，记录指针自动向后移动。

上上张图和上图显示了Java IO流的基本概念模型，除此之外，Java的处理流模型则体现了Java输入/输出流设计的灵活性。处理流的功能主要体现在以下两个方面：

• 性能的提高：主要以增加缓冲的方式来提高输入/输出的效率。
• 操作的便捷：处理流可能提供了一系列便捷的方法来一次输入/输出大批量的内容，而不是输入/输出一个或多个“水滴”。

处理流可以“嫁接”在任何已存在的流的基础之上，这就允许Java应用程序采用相同的代码、透明的方式来访问不同的输入/输出设备的数据流。

下图显示了处理流的模型：

通过使用处理流，Java程序无须理会输入/输出节点是磁盘、网络还是其他的输入/输出设备，程序只要将这些节点流包装成处理流，就可以使用相同的输入/输出代码来读写不同的输入/输出设备的数据。

原文地址：http://www.cnblogs.com/hzhiping/p/16904685.html