JAVA基础之IO流知识总结

一、IO流体系图

IO常用的几个流：

【I/O流原理作用】
Input/Output：输入输出机制
输入机制：允许java程序获取外部设备的数据（磁盘，光盘，网络等）。
输出机制：保留java程序中的数据，输出到外部设备上（磁盘，光盘等）。

二、流的分类：

通过不同的方法，可以对于进行分类。

1. 按照功能来划分：

输入流：只能从中读取数据，而不能向其写入数据。
输出流：只能向其写入数据，而不能从中读取数据。

2. 按照处理单元来划分

字节流和字符流操作的方式基本上完全相同。操作的数据单元不同
字节流：操作的是8位的字节 InputStream/OutputStream 作为字节流的基类
字符流：操作的是16位的字符 Reader/Writer 作为字符流的基类

关于字节流和字符流的区别？

1. 字节流读取的时候，读到一个字节就返回一个字节。字符流使用字节流读到一个或多个字节（中文对应的字节是两个，UTF-8码表中是三个）时，先去查指定的
   编码表，将查到的字符返回。
2. 字节流可以处理所有类型的数据，如图片、mp3、视频等。 字符流只能处理字符数据。
3. 字节流输入流都是以InputStream结尾，字节输出流都是以OutputStream结尾。在InputStream或者OutputStream前面代表这个流的作用。

字符流输入流都是以Reader结尾，字符输出流都是Writer结尾，相同的字符流前面的代表这个流的作用。

实际上字节流在操作的时候本身是不会用到缓存区的，是文件本身的直接操作的，但是字符流在操作的时候下会用到缓冲区，是通过缓冲区来操作文件的。

使用字节流好还是字符流好？

答案 ： 字节流， 因为硬盘上所有文件都是以字节的形式进行传输或者保存的，包括图片等内容。但字符流只是在内存中才会形成的，所以在实际开发中，字节流使用更为广泛。
总结： 如果是处理纯文本数据，就要优先考虑字符流，除此之外都是用字节流。

3. 按照角色进行划分

节点流：可以直接从/向外部设备读取/写入数据的流，称之为节点流，节点流也被称之为低级流。
处理流：对于已经存在的流进行了连接和封装，扩展了原来的读/写的功能。处理流也被称之为高级流。
Java的io包当中包括40多个流，他们都有紧密的联系和使用的规律，这些流都源于4个抽象基类。
InputStream / Reader : 所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。
OutputStream/Writer ：所有输出流的基本，前者是字节输出流，后者是字符输出流。

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三、File类

• File类的由来：File类的出现弥补了IO流的不足，IO只能够操作数据，但是不能够对文件的信息做操作，操作文件必须使用File类。

功能：

• a. 可以将文件或者文件夹在程序当中分装成对象。
  
• b. 方便对于文件或者文件夹当中的属性信息进行操作。
  
• c. File类通常通过构造函数作为参数传递到流的对象当中。

2 . File类的常用方法介绍：
1.构造方法：
File(String pathname)：这个构造可以将已存在的或者不存在的文件或者文件夹封装成File的对象，pathname即文件的的路径。
File(File parent,String child)：parent为child文件所在的路径。

1. 文件路径

File f6 = new File (“c:\java”,”jre7”);
//file的toString方法重写了，封装的地址是什么就打印什么
//’/’和’’都是目录分隔符，在其他系统当中目录分割符可能发生变化，这个写法不利于跨平台操作//最好使用File当中提供的字段separator进行分割。

2.创建文件相关函数：

createNewFile()：创建相关文件。并返回布尔值
createTemFile()：在默认临时文件目录当中创建一个空文件，程序运行结束后就不存在了。
mkdirs()：创建目录，如果你写的目录的父目录不存在。他会帮你创建好。

3.删除文件相关函数：

delete()：删除空目录或文件（ps只能是空目录）
deleteOnExit()：在虚拟机终止时删除文件。

4.判断：

exists() ：判断文件或者文件夹是否存在。
canExecute() :判断文件是否可执行，和操作系统相关。
canRead() :判断文件是否可读
canWrite() :判断文件是否可写
equals(Object obj) :测试此抽象路径名与给定对象是否相等。
isAbsolute() :测试此抽象路径名是否为绝对路径名。
isDirectory() :判断file对象是否表示文件夹。
isFile() :判断file对象是否表示文件
isHidden() :判断file对象是否是隐藏文件

5.获取file对象属性信息的方法：

getAbsoluteFile() ：返回此抽象路径名的绝对路径名形式。
getAbsolutePath() ：返回此抽象路径名的绝对路径名字符串。
getCanonicalFile() ： 返回此抽象路径名的规范形式。
getCanonicalPath() ：返回此抽象路径名的规范路径名字符串。
getPath() ： 将此抽象路径名转换为一个路径名字符串。
getName() : 返回由此抽象路径名表示的文件或目录的名称。
getParent() :返回此抽象路径名父目录的路径名字符串；如果此路径名没有指定父目录，则返回 null。
getParentFile() :返回此抽象路径名父目录的抽象路径名；如果此路径名没有指定父目录，则返回 null。
getTotalSpace() :返回指定路径的全部空间的字节数
getFreeSpace() :返回此抽象路径名指定的分区中未分配的字节数。
getUsableSpace() : 返回此抽象路径名指定的分区上可用于此虚拟机的字节数。
renameTo(File dest) :重新命名此抽象路径名表示的文件。剪切

6.设置文件信息的方法：

setExecutable(boolean executable) :设置文件可执行的方法
setLastModified(long time) :设置此抽象路径名指定的文件或目录的最后一次修改时间。
setReadable(boolean readable) :设置文件是否可读
setReadOnly() :设置文件是否只读
setWritable(boolean writable) :设置文件是否可写

7.获取文件的常规信息的方法：

lastModified() ：获取文件最后一次被修改的时间
length() : 返回由此抽象路径名表示的文件的长度。

8.操作文件夹的相关方法

list(): 把文件夹当中包含的目录和文件都存放到字符串数组当中。
listFiles():列举文件夹当中包含的目录和文件，存放到File数组当中。
listRoots()：列出可用的文件系统根。

9.文件过滤器： FileFilter

boolean accept(File pathname); 此接口的实例可用于传递给File类的listFiles(FileFilter)方法，用于返回满足该过滤器要求的子项
File [] listFiles(FileFilter filter)

四、IO流按照功能分类

1. 节点流

字节数组流（内存流）
ByteArrayInputStream
ByteArrayOutputStream
因为内存输出流当中又新增的方法，不能使用多态，不能够让父类的引用指向之类的对象。
作用：可以在循环当中把所有的数据存放到统一的容器当中，然后在循环结束之后可以把容器当中所有的内容一起取出来。
注意事项：
内存流属于内存当中的资源，所以数据量不要过大，如果太大，会造成内存溢出的错误。

2.缓冲流

缓冲字节流
BufferedInputStream
BufferedOutputStream
缓冲字符流
BufferedReader
BufferedWriter
处理流内部包含了节点流，节点流决定了与其沟通的外部设备，而处理流则增加了其功能。
缓冲流的好处：
缓冲流内部包含一个缓冲区域，默认8kb，每一次程序调用read方法其实都是从缓冲区域当中读取内容，如果读取失败
就说明缓冲区域当中没有内容，那么就从数据源当中读取内容，然后会尽可能读取更多的字节放入到缓冲区域当中，
最后缓冲区域当中的内容，会全部返回给程序。
从缓冲区读取数据会比直接从数据源读取数据的速度快，效率也更高，性能更好。
简单说：
没有缓存区，那么每read一次，就会发送一次IO操作；有缓存区，第一次read时，会一下读取x个字节放入缓存区，
然后后续的read都会从缓存中读取，当read到缓存区末尾时，会再次读取x个字节放入缓存区。
处理流处理数据和节点流处理数据的方法基本上完全相同。

3.转换流

转换流作用：把字节流转换成字符流，可以解决出现的因为编码集和解码集造成的乱码问题。

• InputStreamReader:
• OutputStreamWriter:
• 编码：字符—–编码字符集——–》二进制
• 解码：二进制—解码字符集———》字符
• 在处理文件时，如果文件的字符格式和编译器处理格式不一样时，会出现乱码问题。比如文件字符格式GBK，
• 而编译器是UTF-8格式，那么就会产生该问题。

出现乱码问题的原因：

• 1.编码和解码字符集不一致造成了乱码
• 2.字节的缺失，长度的丢失
• 大部分情况下，出现乱码问题是因为中国汉字，因为中国汉字在不同的字符编码当中占据的字节数不相同，但是都占据多个字节。

• 而英文字母没有这个问题，因为英文字母在所有的字符编码当中都占据一个字节。
  InputStreamReader :转换输入流–》将字节输入流转换成字符输入流
  作用：为了防止文件使用字符输入流处理时出现乱码问题。

  4.数据处理流

  DataOutputStream
  DataInputStream
  特点： 既能够保存数据本身，又能够保存数据类型（基本数据类型+String）

  5.序列化流

  将对象转换成字节序列的过程，就是对象序列化过程。
• 将字节序列恢复为对象的过程称之为对象的反序列化。
• 作用：保留对象（引用数据类型数据的）类型+数据。
• 序列化流 ：输出流 ObjectOutputStream writeObject()

• 反序列化流： 输入流 ObjectInputStream readObject()

注意事项：

1. 先序列化然后在反序列化，而且反序列化的顺序必须和序列化的顺序保持一致。
2. 并不是所有的对象都能够被序列化。只有实现了Serializable接口的类的对象才能够被序列化。

对象当中并不是所有的属性都能够被序列化。

对象序列化的主要用途：

1. 把对象转换成字节序列，保存到硬盘当中，持久化存储，通常保存为文件。
2. 在网络上传递的是对象的字节序列

对象序列化的步骤：

1. 创建对象输出流，在构造方法当中可以包含其他输出节点流，如文件输出流。
2. 把对象通过writeObject的方式写入。

对象反序列化的步骤：

1. 创建对象输入流，在构造方法当中可以包含其他的输入节点流，如文件输入流
2. 通过readObject()方法读取对象。
   serialVersionUID :序列化版本id

作用：从字面角度看，就是序列化版本号。凡是实现了Serializable接口的类，都会有一个默认的静态的序列化标识。

1. 类在不同的版本之间，可以解决序列化兼容问题，如果之前版本当中在文件中保存对象，那么版本升级后，如果序列化id一致，我们可以认为文件中的对象依然是此类的对象。
2. 如果类在不同的版本之间不希望兼容，但是还希望类的对象能够序列，那么就在不同版本中使用不同的序列化id。

transient :当类中有属性不想被序列化，那么就使用这个修饰符修饰。

五、IO流结构流程图