Java之美[从菜鸟到高手演变]之Java中的IO

一、简介

IO操作面临很多问题，信息量的巨大，网络的环境等等，因为IO不仅仅是对本地文件、目录的操作，有时对二进制流、还有一部分是网络方面的资源，所以多种原因直接造成IO操作无疑是耗时且复杂多变的。Java对IO的支持是个不断的演变过程，经过了很多的优化，直到JDK1.4以后，才趋于稳定，在JDK1.4中，加入了nio类，解决了很多性能问题，虽然我们有足够的理由不去了解关于Java IO以前的情况，但是为了学好现在的类，我们还是打算去研究下，通过掌握类的优化情况来彻底理解IO的机制！Java IO主要主要在java.io包下，分为四大块近80个类：

1、基于字节操作的I/O接口：InputStream和OutputStream

2、基于字符操作的I/O接口：Writer和Reader

3、基于磁盘操作的I/O接口：File

4、基于网络操作的I/O接口：Socket（不在java.io包下）

影响IO性能的无非就是两大因素：数据的格式及存储的方式，前两类主要是数据格式方面的，后两个类是存储方式方面的：本地和网络。所以策划好这两个方面的活动，有助于我们合理使用IO。

二、基于字节的I/O操作(InputStream和OutputStream)

我们先来看看类图：

图1

图2

二者类似，我只详细讲解InputStream类，OutputStream留给大家自己去学习。InputStream类是个抽象类，里面核心的方法就是read()、read(byte b[])、read(byte b[], int off, int len)，这三个方法是用于读取数据的底层的方法，他们可以用来读取一下这些类型的数据：

A. 字节数组

B. String对象

C. 文件

D. 管道，从一端进入，从另一端输出

E. 流

F. internet资源

每一种数据源都有相应的InputStream子类，因为InputStream是个处于顶层的类，用来处理各种数据源的类都继承了InputStream类，我们来看看这些类：

ByteArrayInputStream：处理字节数组的类，允许将内存的缓冲区当做InputStream使用。

StringBufferInputStream：将String转换成InputStream，内部实现用的是StringBuffer。

FileInputStream：从文件中读取数据。

PipedInputStream：用于从管道中读取数据。

SequenceInputStream：将多个流对象转化成一个InputStream。

FilterInputStream：装饰器类，为其它InputStream类提供功能。

做过关于IO操作的读者知道，我们很少单独使用哪个类来实现IO操作，平时都是几个类合起来使用，这其实体现了一种装饰器模式（详见：http://blog.csdn.net/zhangerqing）的思想，在后面的分析中我们会详细的分析。从上面的图1中我们可以看出，FilterInputStream虽说是Inputstream的子类，但它依然是BufferedInputStream、DataInputStream、LineNumberInputStream、PushbackInputStream类的父类，这四个类分别提供了最贴近我们程序员使用的方法，如：readInt() 、readInt()、readInt()等等。对于IO操作，不管是磁盘还是网络，最终都是对字节的操作，而我们平时写的程序都是字符形式的，所以在传输的过程中需要进行转换。在字符到字节的转换过程中，我们需要用到一个类：InputStreamReader。

三、基于字符的I/O操作(Writer和Reader)

图3

图4

Writer和Reader操作的目的就是操作字符和不是字节，和InputStream和OutputStream配合增加IO效果。通过InputStreamReader和OutputStreamReader可以进行字节和字符的转换，设计Writer和Reader的目的是国际化，使IO操作支持16位的Unicode。我把它们单独的画出来，因为要是全画的话，太大了放不下，有兴趣的TX可以在rational rose中导入其带的JDK类图看看，很过瘾的！

四、基于磁盘的I/O操作(File)

五、基于网络的I/O操作(Socket)

六、NIO

四-六部分由于时间关系，还没有整理完，后续会补出来！

七、经典IO操作

1、缓冲输入文件。

[java]
01.import java.io.BufferedReader;
02.import java.io.FileReader;
03.
04.public class InputStreamTest {
05.
06.    public static String read(String filename) throws Exception {
07.        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(filename));
08.        String s;
09.        StringBuffer sb = new StringBuffer();
10.        while ((s = br.readLine()) != null) {
11.            sb.append(s + "\n");
12.        }
13.        br.close();
14.        return sb.toString();
15.    }
16.
17.    public static void main(String[] args) throws Exception {
18.        System.out.println(read("src/InputStreamTest.java"));
19.    }
20.　}
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;

public class InputStreamTest {

public static String read(String filename) throws Exception {
  BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(filename));
  String s;
  StringBuffer sb = new StringBuffer();
  while ((s = br.readLine()) != null) {
   sb.append(s + "\n");
  }
  br.close();
  return sb.toString();
}

public static void main(String[] args) throws Exception {
System.out.println(read("src/InputStreamTest.java"));
}
　}这段代码是从磁盘读入InputStreamTest.java文件，然后转换成字符串。输出就是将源文件原样输出。

2、从内存中读取。

[java]
01.import java.io.StringReader;
02.
03.public class MemoryInput {
04.
05.    public static void main(String[] args) throws Exception {
06.        StringReader in = new StringReader(
07.                InputStreamTest.read("src/MemoryInput.java"));
08.        int c;
09.        while ((c = in.read()) != -1)
10.            System.out.println((char) c);
11.    }
12.
13.}
import java.io.StringReader;

public class MemoryInput {

public static void main(String[] args) throws Exception {
  StringReader in = new StringReader(
    InputStreamTest.read("src/MemoryInput.java"));
  int c;
  while ((c = in.read()) != -1)
   System.out.println((char) c);
}

}read返回的是int类型的数据，所以在输出语句中用char做了强类型转换。该程序将一个一个的输出字符。

3、基本的文件输出。

[java]
01.import java.io.BufferedReader;
02.import java.io.BufferedWriter;
03.import java.io.FileWriter;
04.import java.io.PrintWriter;
05.import java.io.StringReader;
06.
07.public class BasicFileOutput {
08.
09.    static String file = "basie.out";
10.
11.    public static void main(String[] args) throws Exception {
12.        BufferedReader in = new BufferedReader(new StringReader(
13.                InputStreamTest.read("src/BasicFileOutput.java")));
14.        PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(
15.                file)));
16.        int lineCount = 1;
17.        String s;
18.      &n

补充：软件开发 , Java ,