摘要：在包下主要包括輸入輸出兩種流，每種輸入輸出流又可分為字節(jié)流和字符流兩大類。輸入輸出是從程序運(yùn)行所在的內(nèi)存的角度而言的。的輸入流主要由和作為基類，而輸出流主要由和作為基類。

本章主要參考和摘自瘋狂java講義上面的(java編程思想的后面看過(guò)后有新的內(nèi)容再補(bǔ)充進(jìn)去吧)。
　　輸入輸出是所有程序都必需的部分————使用輸入機(jī)制允許程序讀取外部數(shù)據(jù)(包括磁盤(pán)、光盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)和用戶輸入的數(shù)據(jù))、使用輸出機(jī)制允許程序記錄運(yùn)行狀態(tài)，將程序數(shù)據(jù)輸出到外部(磁盤(pán)、光盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備當(dāng)中和控制臺(tái)當(dāng)中)。輸入輸出是從程序運(yùn)行所在的內(nèi)存的角度而言的。
　　Java的IO起初僅通過(guò)java.io包下的類和接口來(lái)支持，但在java7中在java.nio及其子包下新增了關(guān)于IO的api，被稱為NIO2。
　　在java.io包下主要包括輸入、輸出兩種IO流，每種輸入輸出流又可分為字節(jié)流和字符流兩大類。其中字節(jié)流以字節(jié)為單位來(lái)處理輸入、輸出操作，而字符流以字符來(lái)處理輸入、輸出操作。
　　字節(jié)流和字符流的分法是基于類型區(qū)別上的，但另一方面為了方便理解，可以從功能上將IO流可分為底層結(jié)點(diǎn)流和上層處理流，其中結(jié)點(diǎn)流用于和數(shù)據(jù)源直接關(guān)聯(lián)(但不同的數(shù)據(jù)源關(guān)聯(lián)結(jié)點(diǎn)流的方式可能存在一定的差異，這里的數(shù)據(jù)源可以是文件、內(nèi)存(字符串、數(shù)組等)、線程(管道通信)、網(wǎng)絡(luò)(套接字通信中用到的)等)，處理流則可以對(duì)現(xiàn)有的流進(jìn)行包裝，從而允許程序使用統(tǒng)一的輸入、輸出代碼來(lái)讀取不同的物理存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)的資源。
　　注意：處理流這個(gè)概念是同時(shí)包含了裝飾者和適配器的。裝飾者必須必須能取代被裝飾者，所以裝飾者與被裝飾者必須是同一類型，也就是說(shuō)二者有共同的父類或者實(shí)現(xiàn)了共同的接口，大部分的處理流是屬于裝飾者。但也有著例外存在,如轉(zhuǎn)換流及其子類(InputStreamReader和OutputStreamWriter)，他們是將字節(jié)流轉(zhuǎn)換成了字符流，采用的是一種適配器模式，其本身并沒(méi)有增加或者增強(qiáng)任和功能。

　　java.io.File類可以代表文件和目錄，如果希望在程序中操作文件和目錄，都可以通過(guò)File類來(lái)完成。這里的操作比如可以是：新建、刪除、重命名文件和目錄。但File不能訪問(wèn)文件本身，要訪問(wèn)文件的內(nèi)容還是需要使用輸入輸出流。

public class FileTest
{
    public static void main(String[] args)
        throws IOException
    {
        // 以當(dāng)前路徑來(lái)創(chuàng)建一個(gè)File對(duì)象
        File file = new File("."); 
        // 直接獲取文件名，輸出一點(diǎn)
        System.out.println(file.getName());
        // 獲取相對(duì)路徑的父路徑可能出錯(cuò)，下面代碼輸出null
        System.out.println(file.getParent());
        // 獲取絕對(duì)路徑
        System.out.println(file.getAbsoluteFile());
        // 獲取上一級(jí)路徑
        System.out.println(file.getAbsoluteFile().getParent());
        // 在當(dāng)前路徑下創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)文件
        File tmpFile = File.createTempFile("aaa", ".txt", file);
        // 指定當(dāng)JVM退出時(shí)刪除該文件
        tmpFile.deleteOnExit();
        // 以系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間作為新文件名來(lái)創(chuàng)建新文件
        File newFile = new File(System.currentTimeMillis() + "");
        System.out.println("newFile對(duì)象是否存在：" + newFile.exists());
        // 以指定newFile對(duì)象來(lái)創(chuàng)建一個(gè)文件
        newFile.createNewFile();
        // 以newFile對(duì)象來(lái)創(chuàng)建一個(gè)目錄，因?yàn)閚ewFile已經(jīng)存在，
        // 所以下面方法返回false，即無(wú)法創(chuàng)建該目錄
        newFile.mkdir();
        // 使用list()方法來(lái)列出當(dāng)前路徑下的所有文件和路徑
        String[] fileList = file.list();
        System.out.println("====當(dāng)前路徑下所有文件和路徑如下====");
        for (String fileName : fileList)
        {
            System.out.println(fileName);
        }
        // listRoots()靜態(tài)方法列出所有的磁盤(pán)根路徑。
        File[] roots = File.listRoots();
        System.out.println("====系統(tǒng)所有根路徑如下====");
        for (File root : roots)
        {
            System.out.println(root);
        }
    }
}

注意：Windows的路徑分割符使用反斜線()，而Java程序當(dāng)中的反斜線表示轉(zhuǎn)義字符，要表示反斜線的話則需要使用兩條反斜線(如"F:abc est.txt")或者直接使用斜線(/)也可以，java支持將斜線當(dāng)成與平臺(tái)無(wú)關(guān)的路徑分隔符。

　　在File類的list(FilenameFilter filter)方法中可以接受一個(gè)FilenameFilter參數(shù)(函數(shù)式接口)，通過(guò)該參數(shù)可以只列出符合條件的文件。FilenameFilter這一函數(shù)式接口中的方法是一個(gè)accept(File dir,String name)方法，該方法將對(duì)指定的File即dir(在list方法中傳入的是this即下面代碼中的file)的所有子目錄進(jìn)行的迭代。
　　list(FilenameFilter filter)會(huì)循環(huán)調(diào)用accept，每次傳入this和this所在目錄中不同的文件或者子目錄名，如果這個(gè)accept方法返回true.那么list方法會(huì)列出該該子目錄或者該文件。

public class FilenameFilterTest
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        File file = new File(".");//.代表當(dāng)前project的目錄
        //如果文件名以.java結(jié)尾，或者文件對(duì)應(yīng)一個(gè)路徑，則返回true
        String[] nameList = file.list((dir,name)->name.endWith(".java")||new File(name).isDirectory);
        for(String name : nameList)
        {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

按照流的流向來(lái)分，可以分為輸入流和輸出流。輸入輸出是從程序運(yùn)行所在的內(nèi)存的角度而言的。

輸入流：只能從中讀取數(shù)據(jù)，而不能向其中寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

輸出流：只能向其寫(xiě)入數(shù)據(jù)，而不能從中讀取數(shù)據(jù)。

Java的輸入流主要由InputStream和Reader作為基類，而輸出流主要由OutputStream和Writer作為基類。他們都是一些抽象基類，無(wú)法直接創(chuàng)建實(shí)例。

　　字節(jié)流和字符流的用法幾乎完全一樣，區(qū)別于字節(jié)流和字符流所操作的數(shù)據(jù)單元不同————字節(jié)流操作的數(shù)據(jù)單元是8位的字節(jié)，而字符流操作的數(shù)據(jù)單元是16位的字符。
　　字節(jié)流主要由InputStream和OutputStream作為基類，而字符流則主要由Reader和Writer作為基類。

按照流的角色來(lái)分

可以從/向一個(gè)特定的IO設(shè)備(如磁盤(pán)、網(wǎng)絡(luò))讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)的流，稱為節(jié)點(diǎn)流，節(jié)點(diǎn)流也被稱為低級(jí)流。

處理流則用于對(duì)一個(gè)已存在的流進(jìn)行連接或者封裝，通過(guò)封裝后的流實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)功能。處理流也被稱為高級(jí)流。其實(shí)采用的是一種裝飾者的設(shè)計(jì)模式。

　　從圖中可以看到，對(duì)于輸入/輸出流中字符流和字節(jié)流處理方式是相似的，區(qū)別在于處理的輸入/輸出單位(即水滴)不同而已。
　　輸入流使用隱式的記錄指針來(lái)表示當(dāng)前正準(zhǔn)備從哪個(gè)“水滴”開(kāi)始讀取，每當(dāng)程序從InoutStream或Writer中取出一個(gè)或者多個(gè)水滴后，記錄指針向后(右)移動(dòng)；除此外，InputStream和Reader里都提供一些方法來(lái)控制記錄指針的移動(dòng)。
　　對(duì)于圖中的輸出流而言，當(dāng)執(zhí)行輸出時(shí)，程序相當(dāng)于依次把“水滴”放入到輸出流的水管中，輸出流同樣采取隱式的記錄指針來(lái)標(biāo)識(shí)當(dāng)前水滴即將放入的位置，每當(dāng)程序向OutputStream或Writer輸出一個(gè)或者多個(gè)水滴后，記錄指針自動(dòng)向后(右)移動(dòng)。
　　處理流的功能主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

性能的提高：主要以增加緩沖的方式來(lái)提高輸入/輸出的效率。

操作的便捷：處理流可能提供了一系列便捷的方法來(lái)一次輸入/輸出大批量的內(nèi)容，而不是輸入/輸出一個(gè)或者多個(gè)水滴。

???????處理流可以嫁接在任何已存在的流(包括處理流)的基礎(chǔ)之上，這就允許Java應(yīng)用程序采用相同的代碼、透明的方式來(lái)訪問(wèn)不同的輸入/輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)流。

　　正如上面所說(shuō)，字符流和字節(jié)流的操作方式幾乎完全一樣，區(qū)別只在于操作的數(shù)據(jù)單元不同而已————字節(jié)流操作的數(shù)據(jù)單元是字節(jié)，字符流操作的數(shù)據(jù)單元是字符。

　　InputStream和Reader是所有輸入流的抽象基類，本身并不能創(chuàng)建實(shí)例來(lái)執(zhí)行輸入，但它們是所有輸入流的模板，定義的方法是所有輸入流都可以使用的方法。



　　對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)：兩個(gè)基類的功能基本是一樣的。

　　下面以InputStream和Reader的子類FileInputStream和FileReader來(lái)舉例，它們都是節(jié)點(diǎn)流————會(huì)直接和指定文件相關(guān)聯(lián)。
　　使用數(shù)組其實(shí)就是和我們平時(shí)用水杯而不是用小酒盅去飲水機(jī)接水一樣，用酒盅每次只能先打開(kāi)水龍頭接一滴，然后關(guān)上水龍頭，然后喝完了再去打開(kāi)水龍頭去接下一滴。而用水杯就可以一次打開(kāi)水龍頭之后，接很多很多滴，再關(guān)上水龍頭，喝完之后再去接水?？梢钥闯鍪褂盟瓬p少了喝水的次數(shù)的開(kāi)關(guān)水龍頭的次數(shù)，其實(shí)就是減少了讀取的次數(shù)。

public class FileInputStreamTest
{
    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        // 創(chuàng)建字節(jié)輸入流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("srcIO系統(tǒng)FileInputStreamTest.java");
        
        byte[] bbuf = new byte[1024];//創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為1024的“竹筒”

        int hasRead = 0;//記錄每次實(shí)際讀取的字節(jié)數(shù)

        // 使用循環(huán)來(lái)重復(fù)“取水”過(guò)程
        while ((hasRead = fis.read(bbuf)) > 0 )
        {
            // 取出“竹筒”中水滴（字節(jié)），將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換成字符串輸入！
            System.out.print(new String(bbuf , 0 , hasRead ));
        }
        
        fis.close();// 關(guān)閉文件輸入流，放在finally塊里更安全
    }
}

注意:在創(chuàng)建較小長(zhǎng)度的字節(jié)數(shù)組時(shí)，需要多次讀取，而文件保存時(shí)用的是GBK或者UTF-8，每個(gè)中文占兩個(gè)或三個(gè)字節(jié)，如果某次讀取時(shí)讀到了不完整的中文字符(1/2,1/3,2/3)，就會(huì)出現(xiàn)亂碼。但利用下面的字符流就不會(huì)出現(xiàn)這種情況，因?yàn)樵谧x取中文的時(shí)候會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為unicode字符集的兩個(gè)字節(jié)，剛好是一個(gè)char能夠放得下的。詳情參考自己的印象筆記：關(guān)于utf-8所占用的字節(jié)

public class FileReaderTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        try(FileReader fr = new FileReader("srcIO系統(tǒng)FileReaderTest.java"))// 創(chuàng)建字符輸入流
        {
            char[] cbuf = new char[32];//創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為32的“竹筒”
            
            int hasRead = 0;//記錄每次實(shí)際讀取的字符數(shù)
            
            while ((hasRead=fr.read(cbuf)) > 0 )// 使用循環(huán)來(lái)重復(fù)“取水”過(guò)程
            {
                // 取出“竹筒”中水滴（字符），將字符數(shù)組轉(zhuǎn)換成字符串輸入！
                System.out.print(new String(cbuf , 0 , hasRead));
            }
        }
        catch (IOException ex)
        {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

　　上面的FileInputStreamTest程序最后使用了fis.close()來(lái)關(guān)閉文件輸入流。因?yàn)榕cJDBC編程一樣，程序里打開(kāi)的IO資源不屬于內(nèi)存里的資源，垃圾回收機(jī)制無(wú)法回收該資源，所以顯式關(guān)閉文件IO資源。而在FileReaderTest不需要的原因是，Java7改寫(xiě)了所有的IO資源類，它們都實(shí)現(xiàn)了AutoCloseable接口，因此如果將打開(kāi)IO資源的聲明與初始化寫(xiě)在try的括號(hào)里面，那么在try語(yǔ)句塊結(jié)束后(注意不是在整個(gè)try-catch-finnaly結(jié)束后)，打開(kāi)的IO資源會(huì)被虛擬機(jī)自動(dòng)關(guān)閉。

OutputStream和Writer也有著相似的方法：

　　使用FileInputStream和FileOutputStream復(fù)制文件的例子：

public class FileOutputStreamTest
{
    //就是先用輸入流從硬盤(pán)讀到內(nèi)存中，再用輸出流從內(nèi)存中輸出到硬盤(pán)上
    public static void main(String[] args)
    {
        try(FileInputStream fis = new FileInputStream("srcIO系統(tǒng)FileOutputStreamTest.java");// 創(chuàng)建字節(jié)輸入流
            
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("newFile.txt"))// 創(chuàng)建字節(jié)輸出流
        {
            byte[] bbuf = new byte[32];
            int hasRead = 0;
            
            // 循環(huán)從輸入流中取出數(shù)據(jù)
            while ((hasRead = fis.read(bbuf)) > 0 )
            {
                fos.write(bbuf , 0 , hasRead);// 每讀取一次，即寫(xiě)入文件輸出流，讀了多少，就寫(xiě)多少
            }
        }
        catch (IOException ioe)
        {
            ioe.printStackTrace();
        }
    }
}

下面是使用FileWriter進(jìn)行寫(xiě)入的例子:字符串最后有 ，這是windows平臺(tái)的換行符，通過(guò)這種方式就可以讓輸出內(nèi)容換行，如果是unix/linux等平臺(tái)，則使用 就是換行符。

public class FileWriterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        try(
            FileWriter fw = new FileWriter("poem.txt"))
        {
            fw.write("錦瑟 - 李商隱
"); 
            fw.write("錦瑟無(wú)端五十弦，一弦一柱思華年。
");
            fw.write("莊生曉夢(mèng)迷蝴蝶，望帝春心托杜鵑。
");
            fw.write("滄海月明珠有淚，藍(lán)田日暖玉生煙。
");
            fw.write("此情可待成追憶，只是當(dāng)時(shí)已惘然。
");
        }
        catch (IOException ioe)
        {
            ioe.printStackTrace();
        }    
    }
}

　　上節(jié)介紹了輸入輸出流的4個(gè)抽象基類,并介紹了4個(gè)訪問(wèn)文件結(jié)點(diǎn)流的用法。借助于處理流，我們可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化編程

　　下面是處理流PrintStream的例子，它包裝OutputStream，使用處理流之后可以更方便，在這里的PrintStream體現(xiàn)為：相比OutputStream，可以直接打印字符串、并且設(shè)定打印格式，還能打印其他各種基本數(shù)據(jù)類型的變量。此外還有可以設(shè)置自動(dòng)flush的功能，在調(diào)用了println方法后或者write寫(xiě)入了一個(gè)數(shù)組后或者write寫(xiě)入了r或者n之后自動(dòng)flush。詳細(xì)可參考api或者進(jìn)行測(cè)試

public class PrintStreamTest
{    /**用notepad++實(shí)時(shí)查看文件是否寫(xiě)入是不準(zhǔn)確的的。因?yàn)閚otepad++的機(jī)制可能是在你不操作文件的時(shí)候，
       不定時(shí)地去解除對(duì)文件的占用。當(dāng)未解除占用的時(shí)候，eclipse里面執(zhí)行完寫(xiě)入也是寫(xiě)不進(jìn)去的。
       所以最好是在單步調(diào)試中的每次寫(xiě)入操作完畢后，手動(dòng)打開(kāi)文件查看一下**/
    public static void main(String[] args)
    {
        try(
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test.txt");
            PrintStream ps = new PrintStream(fos,true)
            )
        {
            // 使用PrintStream執(zhí)行輸出
            ps.println("直掛云帆濟(jì)滄海");
            // 直接使用PrintStream輸出對(duì)象
            ps.println(new PrintStreamTest());
        }
        catch (IOException ioe)
        {
            ioe.printStackTrace();
        }
    }
}

提示：由于PrintStream的功能非常強(qiáng)大，通常如果需要輸出文本內(nèi)容，都應(yīng)該將輸出流包裝秤PrintStream后進(jìn)行輸出。在使用處理流包裝了后，關(guān)閉輸入輸出流資源時(shí)，只需要關(guān)閉最外層的處理流即可，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉該處理流包裝的的節(jié)點(diǎn)流。其實(shí)還是裝飾者設(shè)計(jì)模式的思想

上面那張圖做了功能上的分類，

文件結(jié)點(diǎn)流

數(shù)組結(jié)點(diǎn)流

字符串結(jié)點(diǎn)流

管道節(jié)點(diǎn)流

打印控制處理流

推回輸入處理流

緩沖處理流

對(duì)象序列化處理流

轉(zhuǎn)換處理流(適配器)

數(shù)據(jù)處理流

???????需要提一下的是轉(zhuǎn)換處理流內(nèi)部其實(shí)也使用了一個(gè)裝飾者的機(jī)制，先將字節(jié)流用StreamDecoder/StreamEncoder進(jìn)行了裝飾，然后再進(jìn)行的適配，這個(gè)裝飾的效果之一就是提供了默認(rèn)大小8192字節(jié)的緩沖區(qū)，所以可以說(shuō)適配器也是有著緩沖區(qū)功能的。
　　另外還有就是FileWriter和FileReader，按照上面節(jié)點(diǎn)流的定義，查看源碼后，認(rèn)為不應(yīng)該算作是節(jié)點(diǎn)流，而是轉(zhuǎn)換處理流。因?yàn)樗窃谵D(zhuǎn)換流內(nèi)部先根據(jù)文件名等信息先創(chuàng)建了真正的文件節(jié)點(diǎn)流(FileInputStream、FileOutputStream)對(duì)象，再進(jìn)行轉(zhuǎn)換而已。雖然這點(diǎn)上在概念有分歧但并不影響我們的正常使用。

關(guān)于繼承關(guān)系則可以看下面這幾張圖，從原圖的基礎(chǔ)上自己加了文字注釋：




　　通常來(lái)說(shuō)，字節(jié)流的功能比字符流的功能更強(qiáng)大，因?yàn)橛?jì)算機(jī)里面的所有數(shù)據(jù)都是二進(jìn)制的，而字節(jié)流可以處理所有的二進(jìn)制文件——但問(wèn)題是，如果使用字節(jié)流來(lái)處理文本文件，則需要使用合適的方式把這些字節(jié)轉(zhuǎn)換成字符。所以，通常的規(guī)則是：如果進(jìn)行輸入/輸出的內(nèi)容是文本內(nèi)容，則應(yīng)該考慮使用字符流；如果輸入/輸出的內(nèi)容是二進(jìn)制內(nèi)容，則應(yīng)該考慮使用字節(jié)流。

　　此外還有些關(guān)于重定向、讀寫(xiě)其他進(jìn)程的數(shù)據(jù)、任意文件訪問(wèn)類、NIO以及NIO2的相關(guān)知識(shí)，可以參看瘋狂java一書(shū)或者其他文章。本篇筆記就寫(xiě)到這了，不能再加了，太卡了...