java I/O的一些简单总结

java流类结构图


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一.流的概念:

流是一组有顺序的,有起点和终点的字节集合,是对数据传输的总称或抽象。它的特性是进行数据传输;

例如从水源地长江把水导入自来水厂,然后又从自来水厂把水送到各家各户。从长江到自来水厂之间的管道我们可以称之为输入流,从自来水厂把水送到各家各户的管道我们称之为输出流,我们大概可以这么理解。

二.流的继承体系

在java中,为了对不同来源和性质的流对象调用统一的方法,java中的流首先定义了顶层输入/输出流的接口或抽象类,这样不同性质具体的流对象就会有统一的调用方法以便使用,在使用流对象时,尽量的按照在具体流所实现的接口(抽象类)中定义的方法使用。

三.流的分类

流按照流向数据流向可以分为输入流和输出流。

流按照处理数据类型的单位不同可以分为字节流和字符流。

四.字节流和字符流

字节流:InputStream和OutputStream是java中可以按照最小字节单位读取的流,即每次读写一个字节,字节流是直接连接到输入源的流。

字符流:是以字符为单位进行数据处理的IO流。本质其实就是基于字节流读取时,去查找指定的码表。

字节流与字符流之间的区别:

1.读写单位不同:字节流式以字节(8位2进制)为单位,字符流是以字符为单位,根据码表映射字符,一次可能读多个字节。

2.处理对象不同:字节流能处理所有类型的数据(如图片、avi等),而字符流只能处理字符类型的数据。

3.一次读入或读出是8位二进制。

4.字符流:一次读入或读出是16位二进制。

结论:只要是纯文本数据优先使用字符流,除此之外都使用字节流。

五.输入流和输出流的用途

输入流是指程序从数据源中读取数据。只进行读操作;

输出流是指将数据从程序中写到指定的文件中;

六.输入流字节流InputStream与输出字节流InputStream

InputStream是一个抽象类,是所有输入字节流的父类。

2.ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream是三中基本的戒指了,他们分别从数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。

3.PipedInputStream是从与其它线程共用的管道中读取数据,与Piped 相关的知识后续单独介绍。

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

OutputStream 是所有的输出字节流的父类,它是一个抽象类。

1.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。

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

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

七.节点流和处理流的概念

节点流:直接与数据相连,进行数据的读写;

处理流:是指在节点流上套接了一层。

常用的节点流

1.文 件 :FileInputStream 、 FileOutputStrean 、FileReader 、FileWriter 文件进行处理的节点流

2.数 组 :ByteArrayInputStream、 ByteArrayOutputStream、 CharArrayReader 、CharArrayWriter 对数组进行处理的节点流(对应的不再是文件,而是内存中的一个数组)

3.字符串 :StringReader、 StringWriter 对字符串进行处理的节点流

4.管 道 :PipedInputStream 、PipedOutputStream 、PipedReader 、PipedWriter 对管道进行处理的节点流

常用的处理流

1.缓冲流:BufferedInputStrean 、BufferedOutputStream、 BufferedReader、 BufferedWriter 增加缓冲功能,避免频繁读写硬盘。

2.转换流:InputStreamReader 、OutputStreamReader实现字节流和字符流之间的转换。

3.数据流: DataInputStream 、DataOutputStream 等-提供将基础数据类型写入到文件中,或者读取出来。

八.转换流

InputStreamReader 、OutputStreamWriter 要InputStream或OutputStream作为参数,实现从字节流到字符流的转换。

BIO、NIO 和 AIO 的区别、三种 IO 的用法与原理

IO
什么是 IO? 它是指计算机与外部世界或者一个程序与计算机的其余部分的之间的接
口。它对于任何计算机系统都非常关键,因而所有 I/O 的主体实际上是内置在操作系统中
的。单独的程序一般是让系统为它们完成大部分的工作。
在 Java 编程中,直到最近一直使用 流 的方式完成 I/O。所有 I/O 都被视为单个的
字节的移动,通过一个称为 Stream 的对象一次移动一个字节。流 I/O 用于与外部世界
接触。它也在内部使用,用于将对象转换为字节,然后再转换回对象。
BIO
Java BIO 即 Block I/O ,同步并阻塞的 IO。
BIO 就是传统的 java.io 包下面的代码实现。
NIO
什么是NIO? NIO 与原来的 I/O 有同样的作用和目的, 他们之间最重要的区别是数据
打包和传输的方式。原来的 I/O 以流的方式处理数据,而 NIO 以块的方式处理数据。
面向流 的 I/O 系统一次一个字节地处理数据。一个输入流产生一个字节的数据,一个
输出流消费一个字节的数据。为流式数据创建过滤器非常容易。链接几个过滤器,以便每个
过滤器只负责单个复杂处理机制的一部分,这样也是相对简单的。不利的一面是,面向流的
I/O 通常相当慢。
一个 面向块 的 I/O 系统以块的形式处理数据。每一个操作都在一步中产生或者消费
一个数据块。按块处理数据比按(流式的)字节处理数据要快得多。但是面向块的 I/O 缺少一
些面向流的 I/O 所具有的优雅性和简单性。
AIO
Java AIO 即 Async 非阻塞,是异步非阻塞的 IO。
205 > I/O 流
区别及联系
BIO (Blocking I/O):同步阻塞 I/O 模式,数据的读取写入必须阻塞在一个线程内
等待其完成。这里假设一个烧开水的场景,有一排水壶在烧开水,BIO 的工作模式就是,
叫一个线程停留在一个水壶那,直到这个水壶烧开,才去处理下一个水壶。但是实际上线程
在等待水壶烧开的时间段什么都没有做。
NIO (New I/O):同时支持阻塞与非阻塞模式,但这里我们以其同步非阻塞 I/O 模
式来说明,那么什么叫做同步非阻塞?如果还拿烧开水来说,NIO 的做法是叫一个线程不
断的轮询每个水壶的状态,看看是否有水壶的状态发生了改变,从而进行下一步的操作。
AIO ( Asynchronous I/O):异步非阻塞 I/O 模型。异步非阻塞与同步非阻塞的区
别在哪里?异步非阻塞无需一个线程去轮询所有 IO 操作的状态改变,在相应的状态改变后,
系统会通知对应的线程来处理。对应到烧开水中就是,为每个水壶上面装了一个开关,水烧
开之后,水壶会自动通知我水烧开了。 各自适用场景
BIO 方式适用于连接数目比较小且固定的架构,这种方式对服务器资源要求比较高,
并发局限于应用中,JDK1.4 以前的唯一选择,但程序直观简单易理解。
NIO 方式适用于连接数目多且连接比较短(轻操作)的架构,比如聊天服务器,并发
局限于应用中,编程比较复杂,JDK1.4 开始支持。
AIO 方式适用于连接数目多且连接比较长(重操作)的架构,比如相册服务器,充分
调用 OS 参与并发操作,编程比较复杂,JDK7 开始支持。

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