Java IO详解
参考链接：
http://ifeve.com/java-io/
http://www.regexlab.com/zh/encoding.htm
Java IO主要用于原始数据源以及目标媒介之间传输数据，常见的数据源和目标媒介有：
- 文件
- 管道
- 网络连接
- 内存缓存
- System.in, System.out, System.error(注：Java标准输入、输出、错误输出)
输入和输出是以程序为中心的，输入指的是将数据输入到程序内存中，输出指的是将数据从内存输出到目标媒介中。
流
在Java IO中，流是一个核心的概念。流从概念上来说是一个连续的数据流。你既可以从流中读取数据，也可以往流中写数据。流与数据源或者数据流向的媒介相关联。在Java IO中流既可以是字节流(以字节为单位进行读写)，也可以是字符流(以字符为单位进行读写)。
输入流： 数据源----->内存 输出流： 内存--->目标媒介
输入流： InputStream Reader 输出流： OutputStream Writer
Java IO主要用于如下：
- 文件访问
- 网络访问
- 内存缓存访问
- 线程内部通信(管道)
- 缓冲
- 过滤
- 解析
- 读写文本 (Readers / Writers)
- 读写基本类型数据 (long, int etc.)
- 读写对象
Java IO分类
根据输入输出以及字节字符，功能特性，可以将IO大致分类如下：
字节，字符，编码
字节: 计算机中存储数据的单元，一个8位的二进制数，是一个很具体的存储空间。
字符: 人们使用的记号，抽象意义上的一个符号。
编码：规定每个“字符”分别用一个字节还是多个字节存储，用哪些字节来存储。
常见的编码方式有：
| 分类 | 编码标准 | 说明 |
| 单字节字符编码 | ISO-8859-1 | 最简单的编码规则，每一个字节直接作为一个 UNICODE 字符。比如，[0xD6, 0xD0] 这两个字节，通过 iso-8859-1 转化为字符串时，将直接得到 [0x00D6, 0x00D0] 两个 UNICODE 字符，即 "ÖÐ"。 反之，将 UNICODE 字符串通过 iso-8859-1 转化为字节串时，只能正常转化 0~255 范围的字符。 |
| ANSI 编码 | GB2312, BIG5, Shift_JIS, ISO-8859-2 …… |
把 UNICODE 字符串通过 ANSI 编码转化为“字节串”时，根据各自编码的规定，一个 UNICODE 字符可能转化成一个字节或多个字节。 反之，将字节串转化成字符串时，也可能多个字节转化成一个字符。比如，[0xD6, 0xD0] 这两个字节，通过 GB2312 转化为字符串时，将得到 [0x4E2D] 一个字符，即 '中' 字。 “ANSI 编码”的特点： 1. 这些“ANSI 编码标准”都只能处理各自语言范围之内的 UNICODE 字符。 2. “UNICODE 字符”与“转换出来的字节”之间的关系是人为规定的。 |
| UNICODE 编码 | UTF-8, UTF-16, UnicodeBig …… |
与“ANSI 编码”类似的，把字符串通过 UNICODE 编码转化成“字节串”时，一个 UNICODE 字符可能转化成一个字节或多个字节。 与“ANSI 编码”不同的是： 1. 这些“UNICODE 编码”能够处理所有的 UNICODE 字符。 2. “UNICODE 字符”与“转换出来的字节”之间是可以通过计算得到的。 |
字符串是一种抽象意义上的表示方法，例如“字符串123”可以认为有6个字符组成，其中汉字和数字都认为是一个字符。
而字节串是从存储角度来说，每一个字符是多少个字节存储的，例如在GBK编码方式下，“字符串123”有9个字节存储，其中每个汉字两个字节，每个数字一个字节。
public static void main(String[] args) throws Exception {
System.out.println("本机的默认编码 ====== "+System.getProperty("file.encoding"));
String str = "字符串123";
System.out.println("字符串的长度 " + str.length());
System.out.println("存储字节的长度 " + str.getBytes().length);
System.out.println("GBK存储字节的长度 " + str.getBytes("GBK").length + " " + Arrays.toString(str.getBytes("GBK")));
System.out.println("UTF8存储字节的长度 " + str.getBytes("UTF8").length + " " + Arrays.toString(str.getBytes("UTF8")));
}测试如上所示： 可知字符串的长度为6，在不同编码方式下，存储的字节长度不同，对于数字是采用ASC||编码，对于汉字则GBK与UTF8编码方法则不一样。
本机的默认编码 ====== GBK
字符串的长度 6
存储字节的长度 9
GBK存储字节的长度 9 [-41, -42, -73, -5, -76, -82, 49, 50, 51]
UTF8存储字节的长度 12 [-27, -83, -105, -25, -84, -90, -28, -72, -78, 49, 50, 51]对于字符串“字符串123”以不同编码方式存入文件中，然后通过字节流读取出来，每次读取一个字节，易得GBK应该循环9次，UTF8应该循环12次。
@Test
public void testByte() throws Exception{
String filepath = "D://debug_drv2-stream.log";
String encode = "UTF8";
OutputStream os = new FileOutputStream(new File(filepath));
os.write(new String("字符串123").getBytes(encode));
os.close();
InputStream is = new FileInputStream(new File(filepath));
int n = -1;
int count = 0;
while((n = is.read())!=-1){
count++;
System.out.println(n);
}
System.out.println("count = " + count);
is.close();
byte[] bytes = new byte[1024];
InputStream is2 = new FileInputStream(new File(filepath));
is2.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes, encode));
is2.close();
}当利用输出流将字符串往文件中写入时，一定要指定编码，如果没有指定这里由于Windows操作系统原因默认使用GBK编码。当利用输入流从文件中读取字节时，将字节转换为字符串，一定要指定编码方式，默认为GBK。
在Java中，具体字符与字节的编码转换可以通过String来实现，
字符转换为字节：
public byte[] getBytes(String charsetName)
throws UnsupportedEncodingException {
if (charsetName == null) throw new NullPointerException();
return StringCoding.encode(charsetName, value, 0, value.length);
}字节转换为字符：
public String(byte bytes[], String charsetName)
throws UnsupportedEncodingException {
this(bytes, 0, bytes.length, charsetName);
}默认在同一个操作系统下，使用相同编码来转换不会出现乱码，如果编码方式不一致则会出现乱码现象。
String str = "字符串123";
byte[] bytes = str.getBytes("UTF8");
System.out.println(new String(bytes));
System.out.println(new String(bytes,"UTF8"));瀛楃涓?123
字符串123由于str.getBytes("")使用UTF8来编码，而转换为String时，第一种方式没有 指定默认为GBK，因此乱码；第二种指定编码方式，则不会出现乱码。
Java IO基本使用方式：
字节输出流写：
@Test
public void testOutputStream() throws Exception{
OutputStream os = new FileOutputStream(new File("D://debug_drv2-stream.log"));
os.write(new String("字符串123").getBytes());
os.close();
}字节输入流读：
@Test
public void testInputStream() throws Exception{
byte[] bytes = new byte[1024];
InputStream is = new FileInputStream(new File("D://debug_drv2-stream.log"));
// StringBuilder sb = new StringBuilder();
// int n = -1;
// int count = 0;
// while((n = is.read())!=-1){
// count++;
// System.out.println(n);
// sb.append((char)n);
// }
// System.out.println(sb.toString());
// System.out.println("count = " + count);
is.read(bytes);
System.out.println(Arrays.toString(bytes));
System.out.println(new String(bytes));
is.close();
}使用字节流时一定要注意编码方式的统一。
字符输出流写：
@Test
public void testWriter() throws Exception{
Writer w = new FileWriter(new File("D://debug_drv2-writer.log"));
w.write(new String("字符串123"));
w.close();
}字符输入流读：
@Test
public void testReader() throws Exception{
//Reader r = new InputStreamReader(new FileInputStream(new File("D://debug_drv.log")));
Reader r = new FileReader(new File("D://debug_drv2-writer.log"));
int c = -1;
int count = 0;
while((c = r.read())!=-1){
count++;
System.out.println(c + "----" + (char)c);
}
System.out.println("count = " + count);
r.close();
}字符流与字节流可以相互转换：
InputStream is = new FileInputStream(new File("D://debug_drv2-stream.log"));
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is, "GBK");
ReaderInputStream ris = new ReaderInputStream(isr, "GBK");