我学 Java IO

说起来，我接触 Java 是从大一下学期开始的，通过逐步学习接触到了 Java IO 这个很重要的模块，同时也是让我很头疼的一个模块，好像一直都没怎么学会。在我的脑子里，一直都是那种，这么多相关的类，怎么能记住啊。再加上，后来转战 Android 就更少有直接使用 Java IO 去操作文件的机会。一个偶然的机会，我学到了可以从另一种视角看 Java IO，突然觉得，Java IO，并不难。现在，我来记录并分享一点自己的经验。

如果是讲操作文件的 API 的话，那估计得写的老长，事实上，我对 Java IO 相关的 API 并不太熟，而且我也不打算讲。在这里我可能是从另一种我觉得是站在全局的角度去看 Java IO。

通常的，我们使用 Java IO 都是为了去对文件进行操作，或读或写。读：从磁盘、网络等渠道将文件内容读入到内存中；写：通过将内存中的数据写入到磁盘、网络等进行持久化保存。

Java Io

以前啊，我就光想着 Java IO 就是这么读文件，写文件，也没什么的嘛。不就是对文件的操作嘛，没什么可讲的的，现在我不这么想了。现在怎么想呢？我换了一种思路。

我们使用 Java IO 写东西，写的是什么？是字符串，字符串是什么？是字符数组组成的一种的对象，什么是字符？字符就是可以通过字节码的形式表现出来一种东西。而字节码就是 OutputStream 以及 InputStream 直接能进行操作的东西，那什么是它们不是直接操作的？不就是字符串、字符数组嘛。可是我们在写程序的时候，谁还记得这个字符串的字节码是什么，那个字符的字节码是啥。我们都是直接操作字符串以及少部分情况操作字符数组的。那怎么办？

String To byte

有的人说，通过各种转换就可以对应的字节码，然后进行操作。事实上就是这样的，Java 提供给我们的方法也是如此，通过各种转换得到可以操作 String 或是字符数组，然后进行操作。比如，OutputStreamWriter 就可以使用 OutputStreamWriter.write(String); 来直接操作字符串进行写入文件，还有通过 BufferedReader 就可以使用 String lineString = bufferedReader.readLine() 来直接进行读取一行文字。可是总一些我们可以从另一种角度看的东西。

仔细看一下，第二幅图，没什么啊，不就是数据在他们之间进行转换吗，有什么的？是这样的，但是还可以有另一种看法，字符串就是另种形式的字符数组，而字节数组就是另一种形式的字符数组。他们还是自己本身，只不过穿上了一件 “衣服” 而已。穿上了这身衣服，你以为他变了，从字符串 String 变成了字符数组 char[] 实际上，他还是 String ，只是不同的表现形态而已。没有什么不同，他还是他，只是你需要看穿这件 “衣服”。

那你说，既然数据本身都没有变化，只是穿了件衣服，那为什么 Java IO 的操作，显得那么的麻烦？因为，为了方便处理，也给处理过程穿上了衣服。OutputStream 只能处理字节数组，而包裹了一层 OutputStream 的 OutputStreamWriter 就能直接的操作 char[] 和 String。

好麻烦啊，就不能有一个直接能用来操作字符串的对象吗，每回写文件读写的时候，都得写好几个对象，烦死了。别烦啊，这样做是有这样做的理由的。就拿读操作（InputStream）来说吧，我曾天真的以为读操作只有一个来源就是，文件（FileInputStream）。后来才发现，竟然有 ByteArrayInputStream、ObjectInputStream、PipedInputStream、StringBufferInputStream 等等（只列出部分，全部的都 在这 呢。他们分别处理字节数组、被序列化的对象、线程间的输入流以及来自 StringBuffer 的输入。对应的还有写操作（OutputStream）整体来说，虽然比 InputStream 少，但是也有好几个呢，ByteArrayOutputStream、 FileOutputStream、FilterOutputStream、 ObjectOutputStream、PipedOutputStream。

如果这么多种输入或是输出方式，都要能处理 String、long、int 这种，或是再兼容一些其他方便我们程序员操作的方法，那类就太多了，想想一下，一个 FileInputStream 就可能变成了 StringFileInputStream、LongFileInputStream、IntegerFileInputStream ，想想就觉得可怕。所以，Java 采用了穿 “衣服” 的形式，让程序员通过对数据穿上不同的衣服，从而达到操作不同数据类型的效果。

image

FileInputStream 只能读出字节数组，InputStreamReader 可以读出字符数组，通过不同的对象进行转换，就能读出或是写出不同形式的数据。而且 FileInputStream 可以作为 InputStreamReader 的提供者，这样的话，就能应对足够复杂的场景，只要给当前的对象穿上另一件"衣服"就能摇身一变成为你想要的结果。

感觉很神奇啊，只要是 InputStream 相关的类，都可以作为生成下一个 xxInputStream 对象输入，只要是一个 OutputStream 相关的类都可以作为生成下一个 xxOutputStream 对象的输入。其实啊，知道细节之后就不会觉得神奇了，只会觉得设计的很巧妙。

FilterOutputStream 和 FilterInputStream 这两个是关键，他们俩分别继承自 OutputStream 和 InputStream，同时又有非常多的子类，就是通过这些子类来实现各种转换，什么线程的输入做到输出字符数组、被序列化的对象输出字符串等等。

FilterOutputStream 子类：

• BufferedOutputStream
• CheckedOutputStream
• CipherOutputStream
• DataOutputStream
• DeflaterOutputStream
• DigestOutputStream
• InflaterOutputStream
• PrintStream

FilterInputStream 子类：

• BufferedInputStream
• CheckedInputStream
• CipherInputStream
• DataInputStream
• DeflaterInputStream
• DigestInputStream
• InflaterInputStream
• LineNumberInputStream
• ProgressMonitorInputStream
• PushbackInputStream

这些子类固然是很重要的，便于操作不同的数据类型，同样重要的还有 Reader、Writer。这两个类并不继承 InputStream 与 OutputStream 但通过他们的子类，也同样能实现更简单的文件读写。比如 OutputStreamWriter、InputStreamReader。都可以直接对 String 进行操作。再搭配上 InputStream 和 OutputStream 那一大家子，真的是可以对文件可以为所欲为了。

对了，还一个 Buffer，它直译过来是缓冲的意思，干什么用的呢？是这样的，磁盘的读取或写入的速度并没有像直接操作内存那样快，所以需要一个缓冲的东西用来缓解双方操作上的时间差，比如在写的时候，可以先写到缓冲区，然后再把缓冲区的数据一点点写到磁盘上。或者说，从磁盘读数据的时候，先读一些，读到缓冲区，等读的东西，够多了，然后再一起写入到内存中去。