Java IO系统总结
JavaIO总结
| 版本 |
修改内容 |
日期 |
修改人 |
| V1.0 |
原始版本 |
2013-02-24 |
skywang |
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1 Java IO版本
Java库的IO分为输入/输出两部分。
早期的Java 1.0版本的输入系统是InputStream及其子类，输出系统是OutputStream及其子类。
后来的Java 1.1版本对IO系统进行了重新设计。输入系统是Reader及其子类，输出系统是Writer及其子类。
Java1.1之所以要重新设计，主要是为了添加国际化支持(即添加了对16位Unicode码的支持)。具体表现为Java 1.0的IO系统是字节流，而Java 1.1的IO系统是字符流。
字节流，就是数据流中最小的数据单元是8位的字节。
字符流，就是数据流中最小的数据单元是16位的字符。
字节流在操作的时候，不会用到缓冲；而字符流会用到缓冲。所以，字符流的效率会更高一些。
至于为什么用到缓冲会效率更高一些呢？那是因为，缓冲本质上是一段内存区域；而文件大多是存储在硬盘或者Nand Flash上面。读写内存的速度比读写硬盘或Nand Flash上文件的速度快很多！
目前，文件大多以字节的方式存储的。所以在开发中，字节流使用较为广泛。
2 Java 1.0和Java 1.1 的IO类的比较
表01_Java 1.0和Java 1.1的IO基本类对比表
| Java 1.0 IO基本类(字节流) |
Java 1.1 IO基本类(字符流) |
| InputStream |
Reader |
| OutputStream |
Writer |
| FileInputStream |
FileReader |
| FileOutputStream |
FileWriter |
| StringBufferInputStream |
StringReader |
| 无 |
StringWriter |
| ByteArrayInputStream |
CharArrayReader |
| ByteArrayOutputStream |
CharArrayWriter |
| PipedInputStream |
PipedReader |
| PipedOutputStream |
PipedWriter |
表02_Java 1.0和Java 1.1的IO装饰器对比表
| Java 1.0 IO装饰器(字节流) |
Java 1.1 IO装饰器(字符流) |
| FilterInputStream |
FilterReader |
| FilterOutputStream |
FilterWriter（没有子类的抽象类） |
| BufferedInputStream |
BufferedReader（也有 readLine()） |
| BufferedOutputStream |
BufferedWriter |
| DataInputStream |
无 |
| PrintStream |
PrintWriter |
| LineNumberInputStream |
LineNumberReader |
| StreamTokenizer |
|
| PushBackInputStream |
PushBackReader |
之所以将Java IO系统分为基本类和装饰器，是因为基本类主要是将流分为文件、字符串等不同种类，而装饰器是为了实现“Decorator模式”(参考 “4 Decorator模式”)。
3 Java 1.0 IO系统介绍
因为Java 1.0与Java 1.1的IO系统的原理和使用方法都相似。所以，下面主要对Java 1.0的IO系统进行说明。
3.1输入流
InputStream是字节输入流的所有类的超类，它主要包括以下几个常用的子类。
(01)ByteArrayInputStream
将Byte数组作为字节数组输入流使用。
(02)StringBufferInputStream
将字符串作为字符串输入流使用。已过时，不建议使用。
(03)FileInputStream
将文件或FileDescriptor作为文件输入流使用。创建该输入流时，传递的参数可以是“文件名”(String类型)、“File对象”或“FileDescriptor对象”(即可以是标准输入流、输出流、错误流的句柄)。
(04)PipedInputString
提供要写入管道输出流的所有数据字节。创建该输入流的时候，可以指定对应的管道输出轮流；这样做的话，意味着将对应的管道输入流连接到了管道输出流。
(05)FilterInputStream
它直接继承与InputStream，主要用于实现Decorator模式(这在后面进行说明)。
FilterInputStream主要有两个派生类“DataInputStream”和“BufferedInputStream”。DataInputStream提供了读取byte、char、int等基本类型和String的各种接口；BufferedInputStream提供了缓冲功能。
3.2输出流
OutputStream是字节输出流的所有类的超类，它主要包括以下几个常用的子类。
(01)ByteArrayOutputStream
字节数组输出流，其中的数据被写入一个 byte 数组。缓冲区会随着数据的不断写入而自动增长。可使用 toByteArray() 和 toString() 获取数据。
(02)FileOutputStream
文件输出流是用于将数据写入 File 或 FileDescriptor 的输出流。
文件是否可用或能否可以被创建取决于基础平台。特别是某些平台一次只允许一个 FileOutputStream（或其他文件写入对象）打开文件进行写入。在这种情况下，如果所涉及的文件已经打开，则此类中的构造方法将失败。
(03)PipedOutputString
可以将管道输出流连接到管道输入流来创建通信管道。管道输出流是管道的发送端。通常，数据由某个线程写入 PipedOutputStream 对象，并由其他线程从连接的 PipedInputStream读取。
不建议对这两个对象尝试使用单个线程，因为这样可能会造成该线程死锁。如果某个线程正从连接的管道输入流中读取数据字节，但该线程不再处于活动状态，则该管道被视为处于 毁坏 状态。
(04)FilterOutputStream
它直接继承与OutputStream，主要用于实现Decorator模式(这在后面进行说明)。
FilterOutputStream主要有两个派生类“DataOutputStream”和“BufferedOutputStream”。DataOutputStream提供了写入byte、char、int等基本类型和String的各种接口；BufferedOutputStream提供了缓冲功能。
4 Decorator模式
Decorator，装饰模式，又称为Wrapper。它的主要功能在于动态扩展一个类的功能。
JavaIO系统包括“文件流”、“字符串流”、“字节流”、“缓冲流”等。假如，我们同时需要多种数据流的功能，如输入流和缓冲流。若采用继承的方式，数量太可观了。为了解决这一问题，Decorator模式实现了动态扩展，即在运行的时候动态的给一个类“装饰”上某些功能。比如：
InputStream input = newBufferedInputStream(new FileInputStream(“test.txt”));
这就是将FileInputStream装饰成了BufferedInputStream，使它具有了缓冲功能。
5 例子
package com.skywang;
import java.io.*;
public class IOTest{
publicstatic voidmain(String[] args) throwsIOException {
try {
File f=newFile("d:123.txt");
OutputStream out =
new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream(f));
String str="helloskywang!";
byte[]b=str.getBytes();
for(int i = 0; i < b.length; i++) {
out.write(b[i]);
}
out.close();
}catch (FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
}catch (SecurityException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
参考文献：
1，JAVA API文档
2，《Thinking In Java》
3，百度百科：http://baike.baidu.com/view/5020798.htm
4，java中的io系统详解：http://blog.csdn.net/ilibaba/article/details/3955799
5，java中的IO整理(非常多的实例)：http://www.cnblogs.com/rollenholt/archive/2011/09/11/2173787.html
6，深入Java 的IO 体系 - Decorator 模式的应用：http://www.doc88.com/p-817688448986.html
7，BufferedInputStream实现原理分析:http://www.software8.co/wzjs/java/1770.html