本章要点
- 使用File类访问本地文件系统
- 使用文件过滤器
- 理解IO流的模型和处理方式
- 使用IO流执行输入，输出操作
- 使用转换流将字节流转换字符流
- 推回流的功能和用法
- 重定向标准输入，输出
- 访问其他进程的输入，输出
- RandomAccessFile的功能和用法
- 对象序列号机制和作用
- 通过实现Serializable接口实现序列化
- 实现定制的序列化
- 实现Externalizable接口实现序列化
- java新IO的概念和作用
- 使用Buffer和Channel完成输入，输出
- Charset的功能和用法
- FileLock的功能和用法
IO（输入/输出）是比较乏味的事情，因为看不到明显的运行效果，但输入/输出是所有程序都必需的部分：使用输入机制，允许程序读取外部数据（包括来自磁盘，光盘等存储设备的数据），用户输入数据；使用输出机制，允许程序记录运行状态，将程序数据输出到磁盘，光盘等存储设备中。
java的IO支持通过java.io包下的类和接口来支持，在java。io包下主要包括输入，输出两种IO流，每种输入，输出流又可分为字节流和字符流两大类。其中字节流以字节为单位来处理输入，输出操作，而字符流则以字符来处理输入，输出操作。除此之外，java的IO流使用了一种装饰器设计模式，它将IO流分成底层节点流和上层处理器，其中节点流用于和底层物理存储节点直接关联--不同物流节点获取节点流的方式可能存在一定的差异，但程序可以把不同的物理节点流包装成统一的处理流，从而允许程序使用统一的输入，输出代码来读取不同物理存储节点的资源。
通过使用序列化机制，我们可以把内存中的java对象转换成二进制字节流，这样就可以把java对象存储到磁盘里，或者在网络上传输java对象。这也是java提供分布式编程的重要基础。
15.1 File类
File类是java.io包下代表与平台无关的文件和目录，也就是说如果希望在程序中操作文件和目录都可以通过file类来完成，值得指出的是不管是文件，还是目录都是使用File来操作的，file能新建，删除和重命名文件和目录，File不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入/输出流、
15.1.1 访问文件和目录
File类可以使用文件路径字符串来创建File实例，该文件路径字符串既可以是绝对路径，也可以是相对路径，默认情况下，系统总是依据用户的工作路径来解释相对路径，这个路径由系统属性“user.dir”指定，通常也就是运行java虚拟机时所在的路径。
一旦创建了Filr对象后就可以调用File对象的方法来访问，File类提供了很多方法来操作文件和目录，下面列出一些比较常用的方法。
访问文件名相关的方法
- String getName（）
- STrinng getPath（）
- File getAbsoluteFile（）
- String getAbsolutePath（）
- String getParent（）
- boolean renameTo（File newName）
文件检测相关的方法
- boolean exists（）
- boolean canWrite()
- boolean canRead()
- boolean isFile()
- boolean isAbsolute()
- long lastModified()
- long length()
- boolean createNewFile()
- boolean delete()
- static File createTempFile(String prefix,String suffix)
- static File createTempFile(String prefix,String suffix,File directory)
- void deleteOnExit()
- boolean mkdir()
- String[] list()
- File[] listFiles()
- static File[] listRoots()
注意：
Windows的路径分隔符使用反斜线，而java程序中的反斜线表示转义字符，所以如果需要在windows中路径下包括反斜线，应该用两条反斜线，或者直接使用斜线也可以，java程序支持将斜线当成平台无关的路径分隔符。
15.1.2 文件过滤器
FilenameFilter
15.2 理解java的IO流
java的IO流是实现输入/输出的基础，它可以方便地实现数据的输入输出操作，java中把不同的输入输出源（键盘，文件，网络连接等）抽象表述为“流”，通过流的方式允许java程序使用相同的方式来访问不同的输入输出源。stream是从起源到接收的有序数据。
java把所有传统的流类型都放在java.io包中，用以实现输入输出功能。
15.2.1 流的分类
按照不同的分类方式，可以将流分为不同的类型，下面我们从不同的角度来对流进行分类，他们在概念上可能存在重叠的地方。
输入流和输出流
按照流的流向来分，可以分为输入流和输出流。
- 输入流：只能从中读取数据，而不能向其写出数据。
- 输出流：只能向其写出数据，而不能从中读取数据。
java的输入流主要由InputStrean和Reader作为基类，而输出流则主要由OutputStrean和Writer作为基类。
字节流和字符流
字节流和字符流区别非常简单，他们的用法几乎完全一样，区别在于字节流和字符流所操作的数据单元不同：字节流操作的最小数据单元是8位的字节，而字符流操作的最小数据单元是16位的字符。
字节流主要由InputStream和OutputStream作为基类，而字符流则主要由Reader和Writer作为基类。
节点流和处理流
按照流到的角色分，可以分为节点流和处理流。
可以从/向一个特定能够的IO设备（如磁盘，网络）读/写数据的流，称为节点流，节点流常常也被称为低级流。
当使用节点流来进行输入/输出时，程序直接连接到实际的数据源，和实际的输入输出节点连接。
处理流则用于对一个已存在的流进行连接或封装，通过封装后流来实现数据读写功能。处理流也被称为高级流。
当使用处理流来进行输入输出时，程序并不会直接连接到实际的数据源，没有和实际的输入输出节点连接。使用处理流的一个明显好处是，只要使用相同的处理流，程序就可以采用完全相同的输入输出代码来访问不同的数据源，随着处理流所包装节点流的改变，程序实际所访问的数据源也相应发生改变。
提示：
实际上java使用处理流来包装节点流是一种典型的装饰器设计模式，通过使用处理流来包装不同的节点流，既可以消除不同节点流的实现差异，也可以提供更方便的方法来完成输入输出功能，以此处理流也被称为包装流。
15.2.2 流的概念模型
java把所有设备里的有序数据抽象成流模型简化了输入输出的处理，理解了流的概念模型也就了解了java IO。
java的IO流共涉及40多个类，这些类看上去芜杂而凌乱，但实际上非常规则，而且彼此之间存在非常紧密的联系。java的IO流的40多个类都是从4个抽象基类派生出来的：
- InputStream/Reader：所有输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。
- OutputStream/Writer：所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流。
对于InputStream和Reader而言，它们把输入设备抽象成一个“水管”，这个水管里的每个“水滴”依次排列。
从图中可以看出，字节流和字符流的处理方式其实非常相似，只是它们处理的最小输入输出单位不同而已。输入流使用隐式的记录指针来表示当前正准备从哪个“水滴”开始读取，每当程序从InputStream或Reader里取出一个或多个水滴后，记录指针自动向后移动：除此之外，InputStram和Reader都提供一些方法来控制记录指针的移动。
对于OutputStram和Write而言，它们同样把输出设备抽象成一个水管，只是这个水管里没有任何水滴。
当我们执行输出时，程序相当于依次把水滴放入到输出流的水管中，输出流同样采用隐式的记录指针来标识当前水滴即将放入的位置，每当程序向OutputStream或Writer里输出一个或多个水滴后，记录指针自动向后移动。
java的处理流模型则体现了java输入输出流设计的灵活性。处理流的功能主要体现在两个方面：
- 性能的提高：主要以增加缓冲的方式来提高输出输出的效率。
- 操作的便捷：处理流可能提供了系列便捷的方法来一次输入输出大批量的内容，而不是输入输出一个或多个水滴。
而处理流可以“嫁接”在任何已存在的流的基础之上，这就允许java应用程序采用相同代码，透明的方式来访问不同输入输出设备的数据流。
通过使用处理流，java程序无须理会我们的输入输出节点是磁盘，是网络还是其他的输入输出设备，程序只要将这些节点流包装成高级处理流，就可以使用相同的输入输出代码来读写不同的输入输出设备的数据。
15.3 字节流和字符流
笔者喜欢把字节流和字符流放在一起讲解，因此他们的操作方式几乎完全一样，区别只是操作的数据单元有区别而已：字节流操作的数据单元是字节，字符流操作的数据单元是字符。
15.3.1 InputStream和Reader
InputStream和Reader是所有输入流的基类，它们都是两个抽象类，本身并不能创建实例来执行输入，但它们将成为所有输入流的模板，所以它们的方法时所有输入流都可使用的方法。
在InputStream里包含如下三个方法：
- int read（）：从输入流中读取单个字节，返回所读取的字节数据（字节数据可直接转换为int类型）。
- int read（byte[] b）：从输入流中读取最多b.length个字节的数据，并将其存储在字节数组b中，返回实际读取的字节数。
- int read(byte[],int off,int len):从输入流中读取最多len字节的数据，并将其存储在数组b中，放入b数组中时并不是从数组起点开始，而是从off位置开始返回实际读取的字节数。
在Reader里包含如下三个方法：
- int read（）：从事输入流中读取单个字符，返回所读取的字符数据（字符数据可直接转换为int类型）。
- int read（char[] cbuf）：从输入流中读取最多cbuf.length个字符的数据，并将其存储在字符数组cbuf中，返回实际读取的字符数。
- int read(char[] cbuf,int off,int len):从输入流中读取最多len个字符的数据，并将其存储在字符数组cbuf中，放入cbuf数组中时，并不是从数组起点开始，而是从off位置开始，返回实际读取的字符数。
直到read（char[] cbuf）或read(byte[] b)方法返回-1时即表明到了输入流的结束点。
InputStream和Reader都是抽象类，本身不能创建实例，但他们分别有一个用于读取文件的输入流：FileInputStream和FileReader，它们都是节点流--会直接和指定文件关联。
15.3.2 OutputStream和Writer
同上
使用java的IO流执行输出时，不要忘记了关闭输出流，关闭输出流除了可以保证流的物理资源被回收之外，可能还可以将输出流缓冲中的数据flush到物理节点里（相当于在执行close方法之前，自动执行输出流的flush（）方法）。java的很多输出流默认都提供了缓冲功能，其实我们没有必要可以去记忆哪些流有缓冲功能，哪些没有，程序只要正常关闭所有输出流即可保证程序正常。
15.4 输入/输出流体系
15.4.1 处理流的用法
处理流可以隐藏底层设备上节点流的差异，并对外提供更加方便的输入输出方法，让程序员只需关心高级流的操作。
因此我们使用处理流时的典型思路是：使用处理流来包装节点流，程序通过处理流来执行输入输出功能，让节点流与底层的IO设备，文件交互。
实际上我们要识别处理流非常简单，只要流的构造器参数不是一个物理节点，而是已经存在的流，那么这种流就一定是处理流：而所有节点流都是直接以物理IO节点作为构造器参数的。
注意：
当我们使用处理流来包装底层节点流之后，关闭输入/输出流资源时，只要关闭最上层的处理流即可。关闭最上层的处理流时，系统会自动关闭该处理流包装的节点流。
15.4.2 输入输出流体系
通常来说，我们认为字节流的功能比字符流功能强大，因为计算机里所有的数据都是二进制的，而字节流可以处理所有的二进制文件--但问题是如果我们使用字节流来处理文本文件时，我们需要使用合适的方式把这些字节转换成字符，这就增加了编程的复杂度。所以通常有一个规则：如果需要进行输入/输出的内容是文本内容，则应该考虑使用字符流，如果需要进行输入输出的二进制内容，则应该考虑使用字节流。
提示：
我们常常会把计算机的文件分为文本文件和二进制文件两大类：所有能用记事本打开并看到其中字符内容的文件我们成为文本文件，反之则称为二进制文件，但实质是：计算机里的所有文件都是二进制文件，文本文件只是二进制文件的一种特例，当二进制文件里的内容恰好能被正常解析成字符时，则该二进制文件就变成了文本文件。更甚至于，即使是正常的文本文件，如果我们打开该文件时强制使用了“错误”的编码集，文件内容会变成乱码。