Java IO，硬骨头也能变软

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

java

开胃菜

先看一张网上流传的http://java.io包的类结构图：

当你看到这幅图的时候，我相信，你跟我一样内心是崩溃的。

有些人不怕枯燥，不怕寂寞，硬着头皮看源码，但是，能坚持下去全部看完的又有几个呢！

然而，就算源码全部看完看懂，过不了几天，脑子里也会变成一团浆糊。

因为这里的类实在太多了。可能我们反复看，反复记，也很难做到清晰明白。

他就像是一块超级硬的骨头，怎么啃都啃不烂。

面对这样的做法，要坚决对他说，NO。

记不住，怎么办？

我的做法是找出他们的共性，给他们分类，只记典型，触类旁通。

上面的图虽然有分类，但是还不够细，而且没有总结出方便记忆的规律，所以我们要重新整理和归类。

这篇文章中，使用了两种分时给他们分组，目的是更全面的了解共性，帮助记忆。

分类一：按操作方式（类结构）

字节流和字符流：

  • 字节流：以字节为单位，每次次读入或读出是8位数据。可以读任何类型数据。

  • 字符流：以字符为单位，每次次读入或读出是16位数据。其只能读取字符类型数据。

输出流和输入流：

  • 输出流：从内存读出到文件。只能进行写操作。

  • 输入流：从文件读入到内存。只能进行读操作。

注意： 这里的出和入，都是相对于系统内存而言的。

节点流和处理流：

  • 节点流：直接与数据源相连，读入或读出。

  • 处理流：与节点流一块使用，在节点流的基础上，再套接一层，套接在节点流上的就是处理流。

为什么要有处理流？直接使用节点流，读写不方便，为了更快的读写文件，才有了处理流。

按操作方式分类结构图：

根据以上分类，以及jdk的说明，我们可以画出更详细的类结构图，如下：

分类说明：

1） 输入字节流InputStream：

  • ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流，它们分别从Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。

  • PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据。PipedInputStream的一个实例要和PipedOutputStream的一个实例共同使用，共同完成管道的读取写入操作。主要用于线程操作。

  • DataInputStream： 将基础数据类型读取出来

  • ObjectInputStream 和所有 FilterInputStream 的子类都是装饰流（装饰器模式的主角）。

2）输出字节流OutputStream：

  • ByteArrayOutputStream、FileOutputStream： 是两种基本的介质流，它们分别向- Byte 数组、和本地文件中写入数据。

  • PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据。

  • DataOutputStream 将基础数据类型写入到文件中

  • ObjectOutputStream 和所有 FilterOutputStream 的子类都是装饰流。

节流的输入和输出类结构图：

3）字符输入流Reader：：

  • FileReader、CharReader、StringReader 是三种基本的介质流，它们分在本地文件、Char 数组、String中读取数据。

  • PipedReader：是从与其它线程共用的管道中读取数据

  • BufferedReader ：加缓冲功能，避免频繁读写硬盘

  • InputStreamReader： 是一个连接字节流和字符流的桥梁，它将字节流转变为字符流。

4）字符输出流Writer：

  • StringWriter:向String 中写入数据。

  • CharArrayWriter：实现一个可用作字符输入流的字符缓冲区

  • PipedWriter:是向与其它线程共用的管道中写入数据

  • BufferedWriter ： 增加缓冲功能，避免频繁读写硬盘。

  • PrintWriter 和PrintStream 将对象的格式表示打印到文本输出流。 极其类似，功能和使用也非常相似

  • OutputStreamWriter： 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁，它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类（具体可以研究一SourceCode）。功能和使用和OutputStream 极其类似，后面会有它们的对应图。

字符流的输入和输出类结构图：

分类二：按操作对象

分类说明：

对文件进行操作（节点流）：

  • FileInputStream（字节输入流），

  • FileOutputStream（字节输出流），

  • FileReader（字符输入流），

  • FileWriter（字符输出流）

对管道进行操作（节点流）：

  • PipedInputStream（字节输入流）,

  • PipedOutStream（字节输出流），

  • PipedReader（字符输入流），

  • PipedWriter（字符输出流）。

  • PipedInputStream的一个实例要和PipedOutputStream的一个实例共同使用，共同完成管道的读取写入操作。主要用于线程操作。

字节/字符数组流（节点流）：

  • ByteArrayInputStream，

  • ByteArrayOutputStream，

  • CharArrayReader，

  • CharArrayWriter；

除了上述三种是节点流，其他都是处理流，需要跟节点流配合使用。

Buffered缓冲流（处理流）：

带缓冲区的处理流，缓冲区的作用的主要目的是：避免每次和硬盘打交道，提高数据访问的效率。

  • BufferedInputStream，

  • BufferedOutputStream，

  • BufferedReader,

  • BufferedWriter,

转化流（处理流）：

  • InputStreamReader：把字节转化成字符；

  • OutputStreamWriter：把字节转化成字符。

基本类型数据流（处理流）：用于操作基本数据类型值。

因为平时若是我们输出一个8个字节的long类型或4个字节的float类型，那怎么办呢？可以一个字节一个字节输出，也可以把转换成字符串输出，但是这样转换费时间，若是直接输出该多好啊，因此这个数据流就解决了我们输出数据类型的困难。数据流可以直接输出float类型或long类型，提高了数据读写的效率。

  • DataInputStream，

  • DataOutputStream。

打印流（处理流）：

一般是打印到控制台，可以进行控制打印的地方。

  • PrintStream，

  • PrintWriter，

对象流（处理流）：

把封装的对象直接输出，而不是一个个在转换成字符串再输出。

  • ObjectInputStream，对象反序列化；

  • ObjectOutputStream，对象序列化；

合并流（处理流）：

  • SequenceInputStream：可以认为是一个工具类，将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。

其他类：File（已经被Java7的Path取代）

File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象，可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息，包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名，判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表，创建、删除文件和目录等方法。

其他类：RandomAccessFile

该对象并不是流体系中的一员，其封装了字节流，同时还封装了一个缓冲区（字符数组），通过内部的指针来操作字符数组中的数据。 该对象特点：

  1. 该对象只能操作文件，所以构造函数接收两种类型的参数：a.字符串文件路径；b.File对象。

  2. 该对象既可以对文件进行读操作，也能进行写操作，在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)。

注意： IO中的很多内容都可以使用NIO完成，这些知识点大家知道就好，使用的话还是尽量使用NIO/AIO。

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