一、IO 流技术介绍

1.1  什么是IO？

输入(Input)指的是：可以让程序从外部系统获得数据（核心含义是“读”，读取外部数据）。

输出(Output)指的是：程序输出数据给外部系统从而可以操作外部系统（核心含义是“写”，将数据写出到外部系统）。

输入/输出流的划分是相对程序而言的，并不是相对数据源。

1.2  流的概念

流是一个抽象、动态的概念，是一连串连续动态的数据集合。

对于输入流而言，数据源就像水箱，流(stream)就像水管（水管实际上就是IO中不同的对象，不同的对象代表不同的管道）中流动着的水流，程序就是我们最终的用户。我们通过流（A Stream）将数据源（Source）中的数据（information）输送到程序（Program）中。

对于输出流而言，目标数据源就是目的地（dest），我们通过流（A Stream）将程序（Program）中的数据（information）输送到目的数据源（dest）中。

1.3  数据源

1.3.1 什么是数据源？

数据源data source，提供数据的原始媒介。常见的数据源有：数据库、文件、其他程序、内存、网络连接、IO设备。如图所示。

1.3.2数据源的分类

源设备：为程序提供数据，一般对应输入流。

目标设备：程序数据的目的地，一般对应输出流。

二、第一个简单的IO流程序

当程序需要读取数据源的数据时，就会通过IO流对象开启一个通向数据源的流，通过这个IO流对象的相关方法可以顺序读取数据源中的数据。

package cn.it.bz.IO;
import java.io.FileInputStream;
public class TestIO01 {
    public static void main(String[] args) {
        //先准备管道（流对象）
        try {
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("D:/a.txt");
            int read1 = fileInputStream.read();//读取文件中的一个字节，返回该字节的ASCII码
            int read2 = fileInputStream.read();//读取文件中第二个字节
            int read3 = fileInputStream.read();//读取文件中第三个字节
            int read4 = fileInputStream.read();//读取文件中第四个字节
            System.out.println("输出第一个字节："+read1);
            System.out.println("输出第二个字节："+read2);
            System.out.println("输出第三个字节："+read3);
            System.out.println("输出第四个字节："+read4); //读完后没东西读了，就输出-1
            //关闭流,占用系统资源，可能造成系统崩溃
            fileInputStream.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

三、IO流经典写法（适用于任何JDK版本）

package cn.it.bz.IO;
import java.io.*;
public class TestIO02 {
    public static void main(String[] args) {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("d:/a.txt"); // 内容是：abc
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            int temp = 0;
            //当temp等于-1时，表示已经到了文件结尾，停止读取
            while ((temp = fis.read()) != -1) {
                sb.append((char) temp); //将ASCII码转换为字符
            }
            System.out.println(sb);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                //这种写法，保证了即使遇到异常情况，也会关闭流对象。
                if (fis != null) {
                    fis.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

四、IO流新语法经典写法（仅限于JDK1.7以后）

在JDK7以及以后的版本中可以使用try-with-resource语法更优雅的关闭资源。在java.lang.AutoCloseable接口中包含了一个close方法，该方法用于关闭资源。只要是实现了java.lang.AutoCloseable接口的对象，都可以使用try-with-resource关闭资源。

package cn.it.bz.IO;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
public class TestIO03 {
    public static void main(String[] args) {
        //使用try-with-resource方式关闭资源。
        //在try中打开资源，不需要在代码中添加finally块关闭资源。
        try(FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("D:/a.txt")){
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
            int temp = 0;
            while ((temp = fileInputStream.read()) != -1){
                stringBuilder.append((char)temp);
            }
            System.out.println(stringBuilder);
        }catch (IOException e){
        }
    }
}

五、Java中流的概念细分

5.1  按流的方向分类

• 输入流：数据流向是数据源到程序（以InputStream、Reader结尾的流）。
• 输出流：数据流向是程序到目的地（以OutPutStream、Writer结尾的流）。

5.2  按处理的数据单元分类

• 字节流：以字节为单位获取数据，命名上以Stream结尾的流一般是字节流，如FileInputStream、FileOutputStream。

• 字符流：以字符为单位获取数据，命名上以Reader/Writer结尾的流一般是字符流，如FileReader、FileWriter。

5.3  按处理对象不同分类

• 节点流：可以直接从数据源或目的地读写数据，如FileInputStream、FileReader、DataInputStream等。
• 处理流：不直接连接到数据源或目的地，是”处理流的流”。通过对其他流的处理提高程序的性能，如BufferedInputStream、BufferedReader等。处理流也叫包装流。

”处理流的流”解释：

假设程序要读取外部文件中的内容，我们就要选择FileReader作为流对象，但是FileReader只能一个一个字符地读取文件中的字符，这时就需要使用BufferedReader、BufferedInputStream处理FileReader流对象，于是就不再是一个一个字符地读取文件，而是能实现一行一行地读取文件按。节点流处于IO操作的第一线，所有操作必须通过它们进行；处理流可以对节点流进行包装，提高性能或提高程序的灵活性。

六、Java中常用IO流类的体系

Java为我们提供了多种多样的IO流，我们可以根据不同的功能及性能要求挑选合适的IO流，如图所示，为Java中IO流类的体系。

从上图发现，很多流都是成对出现的，比如：FileInputStream/FileOutputStream，显然是对文件做输入和输出操作的。我们下面简单做个总结：

1.InputStream/OutputStream
字节流的抽象类。

2.Reader/Writer
字符流的抽象类。

3.FileInputStream/FileOutputStream

节点流：以字节为单位直接操作“文件”。

4.ByteArrayInputStream/ByteArrayOutputStream

节点流：以字节为单位直接操作“字节数组对象”。

5.ObjectInputStream/ObjectOutputStream

处理流：以字节为单位直接操作“对象”。

6.DataInputStream/DataOutputStream

处理流：以字节为单位直接操作“基本数据类型与字符串类型”。

7.FileReader/FileWriter

节点流：以字符为单位直接操作“文本文件”（注意：只能读写文本文件）。

8.BufferedReader/BufferedWriter

处理流：将Reader/Writer对象进行包装，增加缓存功能，提高读写效率。

9.BufferedInputStream/BufferedOutputStream

处理流：将InputStream/OutputStream对象进行包装，增加缓存功能，提高读写效率

10.InputStreamReader/OutputStreamWriter

处理流：将字节流对象转化成字符流对象。

11.PrintStream

处理流：将OutputStream进行包装，可以方便地输出字符，更加灵活。

文件字节流：sream结尾。

文件字符流：reader、writer结尾。

七、Java中IO的四大抽象类

InputStream/OutputStream和Reader/writer类是所有IO流类的抽象父类，我们有必要简单了解一下这个四个抽象类的作用。然后，通过它们具体的子类熟悉相关的用法。

7.1  InputStream

此抽象类是表示字节输入流的所有类的父类。InputSteam是一个抽象类，它不可以实例化。 数据的读取需要由它的子类来实现。根据节点的不同，它派生了不同的节点流子类 ，例如：FileInputStream 以字节为单位直接操作“文件”。

继承自InputSteam的流都是用于向程序中输入数据，且数据的单位为字节（8 bit）。

常用方法

7.3  Reader

Reader用于读取的字符流抽象类，数据单位为字符。

常用方法

7.4  Writer

Writer用于输出的字符流抽象类，数据单位为字符。

常用方法