IO概述
在这一小节，我会试着给出Java IO(java.io)包下所有类的概述。更具体地说，我会根据类的用途对类进行分组。这个分组将会使你在未来的工作中，进行类的用途判定时，或者是为某个特定用途选择类时变得更加容易。
输入和输出
术语“输入”和“输出”有时候会有一点让人疑惑。一个应用程序的输入往往是另外一个应用程序的输出那么OutputStream流到底是一个输出到目的地的流呢，还是一个产生输出的流？InputStream流到底会不会输出它的数据给读取数据的程序呢？就我个人而言，在第一天学习Java IO的时候我就感觉到了一丝疑惑。为了消除这个疑惑，我试着给输入和输出起一些不一样的别名，让它们从概念上与数据的来源和数据的流向相联系。
Java的IO包主要关注的是从原始数据源的读取以及输出原始数据到目标媒介。以下是最典型的数据源和目标媒介：
文件管道网络连接内存缓存System.in, System.out, System.error(注：Java标准输入、输出、错误输出)
下面这张图描绘了一个程序从数据源读取数据，然后将数据输出到其他媒介的原理：
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流
在Java IO中，流是一个核心的概念。流从概念上来说是一个连续的数据流。你既可以从流中读取数据，也可以往流中写数据。流与数据源或者数据流向的媒介相关联。在Java IO中流既可以是字节流(以字节为单位进行读写)，也可以是字符流(以字符为单位进行读写)。
类InputStream, OutputStream, Reader 和Writer 一个程序需要InputStream或者Reader从数据源读取数据，需要OutputStream或者Writer将数据写入到目标媒介中。以下的图说明了这一点：
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InputStream和Reader与数据源相关联，OutputStream和writer与目标媒介相关联。
Java IO的用途和特征
Java IO中包含了许多InputStream、OutputStream、Reader、Writer的子类。这样设计的原因是让每一个类都负责不同的功能。这也就是为什么IO包中有这么多不同的类的缘故。各类用途汇总如下：
文件访问网络访问内存缓存访问线程内部通信(管道)缓冲过滤解析读写文本 (Readers / Writers)读写基本类型数据 (long, int etc.)读写对象
当通读过Java IO类的源代码之后，我们很容易就能了解这些用途。这些用途或多或少让我们更加容易地理解，不同的类用于针对不同业务场景。
Java IO类概述表 已经讨论了数据源、目标媒介、输入、输出和各类不同用途的Java IO类，接下来是一张通过输入、输出、基于字节或者字符、以及其他比如缓冲、解析之类的特定用途划分的大部分Java IO类的表格。
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Java IO类图
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什么是Java IO流
Java IO流是既可以从中读取，也可以写入到其中的数据流。正如这个系列教程之前提到过的，流通常会与数据源、数据流向目的地相关联，比如文件、网络等等。
流和数组不一样，不能通过索引读写数据。在流中，你也不能像数组那样前后移动读取数据，除非使用RandomAccessFile 处理文件。流仅仅只是一个连续的数据流。
某些类似PushbackInputStream 流的实现允许你将数据重新推回到流中，以便重新读取。然而你只能把有限的数据推回流中，并且你不能像操作数组那样随意读取数据。流中的数据只能够顺序访问。
Java IO流通常是基于字节或者基于字符的。字节流通常以“stream”命名，比如InputStream和OutputStream。除了DataInputStream 和DataOutputStream 还能够读写int, long, float和double类型的值以外，其他流在一个操作时间内只能读取或者写入一个原始字节。
字符流通常以“Reader”或者“Writer”命名。字符流能够读写字符(比如Latin1或者Unicode字符)。可以浏览Java Readers and Writers获取更多关于字符流输入输出的信息。
InputStream
java.io.InputStream类是所有Java IO输入流的基类。如果你正在开发一个从流中读取数据的组件，请尝试用InputStream替代任何它的子类(比如FileInputStream)进行开发。这么做能够让你的代码兼容任何类型而非某种确定类型的输入流。
组合流
你可以将流整合起来以便实现更高级的输入和输出操作。比如，一次读取一个字节是很慢的，所以可以从磁盘中一次读取一大块数据，然后从读到的数据块中获取字节。为了实现缓冲，可以把InputStream包装到BufferedInputStream中。
代码示例 InputStream input = new BufferedInputStream(new FileInputStream("c:\data\input-file.txt"));
缓冲同样可以应用到OutputStream中。你可以实现将大块数据批量地写入到磁盘(或者相应的流)中，这个功能由BufferedOutputStream实现。
缓冲只是通过流整合实现的其中一个效果。你可以把InputStream包装到PushbackInputStream中，之后可以将读取过的数据推回到流中重新读取，在解析过程中有时候这样做很方便。或者，你可以将两个InputStream整合成一个SequenceInputStream。
将不同的流整合到一个链中，可以实现更多种高级操作。通过编写包装了标准流的类，可以实现你想要的效果和过滤器。
IO文件
在Java应用程序中，文件是一种常用的数据源或者存储数据的媒介。所以这一小节将会对Java中文件的使用做一个简短的概述。这篇文章不会对每一个技术细节都做出解释，而是会针对文件存取的方法提供给你一些必要的知识点。在之后的文章中，将会更加详细地描述这些方法或者类，包括方法示例等等。
通过Java IO读文件
如果你需要在不同端之间读取文件，你可以根据该文件是二进制文件还是文本文件来选择使用FileInputStream或者FileReader。这两个类允许你从文件开始到文件末尾一次读取一个字节或者字符，或者将读取到的字节写入到字节数组或者字符数组。你不必一次性读取整个文件，相反你可以按顺序地读取文件中的字节和字符。
如果你需要跳跃式地读取文件其中的某些部分，可以使用RandomAccessFile。
通过Java IO写文件
如果你需要在不同端之间进行文件的写入，你可以根据你要写入的数据是二进制型数据还是字符型数据选用FileOutputStream或者FileWriter。你可以一次写入一个字节或者字符到文件中，也可以直接写入一个字节数组或者字符数据。数据按照写入的顺序存储在文件当中。
通过Java IO随机存取文件
正如我所提到的，你可以通过RandomAccessFile对文件进行随机存取。
随机存取并不意味着你可以在真正随机的位置进行读写操作，它只是意味着你可以跳过文件中某些部分进行操作，并且支持同时读写，不要求特定的存取顺序。这使得RandomAccessFile可以覆盖一个文件的某些部分、或者追加内容到它的末尾、或者删除它的某些内容，当然它也可以从文件的任何位置开始读取文件。
下面是具体例子：
@Test //文件流范例，打开一个文件的输入流，读取到字节数组，再写入另一个文件的输出流 public void test1() { try { FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(new File("a.txt")); FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(new File("b.txt")); byte []buffer = new byte[128]; while (fileInputStream.read(buffer) != -1) { fileOutputStream.write(buffer); } //随机读写，通过mode参数来决定读或者写 RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(new File("c.txt"), "rw"); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }
字符流和字节流
Java IO的Reader和Writer除了基于字符之外，其他方面都与InputStream和OutputStream非常类似。他们被用于读写文本。InputStream和OutputStream是基于字节的，还记得吗？
Reader Reader类是Java IO中所有Reader的基类。子类包括BufferedReader，PushbackReader，InputStreamReader，StringReader和其他Reader。
Writer Writer类是Java IO中所有Writer的基类。子类包括BufferedWriter和PrintWriter等等。
这是一个简单的Java IO Reader的例子：
Reader reader = new FileReader("c:\\data\\myfile.txt");int data = reader.read();while(data != -1){ char dataChar = (char) data; data = reader.read();}
你通常会使用Reader的子类，而不会直接使用Reader。Reader的子类包括InputStreamReader，CharArrayReader，FileReader等等。可以查看Java IO概述浏览完整的Reader表格。
整合Reader与InputStream
一个Reader可以和一个InputStream相结合。如果你有一个InputStream输入流，并且想从其中读取字符，可以把这个InputStream包装到InputStreamReader中。把InputStream传递到InputStreamReader的构造函数中：
Reader reader = new InputStreamReader(inputStream);
在构造函数中可以指定解码方式。
Writer
Writer类是Java IO中所有Writer的基类。子类包括BufferedWriter和PrintWriter等等。这是一个Java IO Writer的例子：
Writer writer = new FileWriter("c:\\data\\file-output.txt");writer.write("Hello World Writer");writer.close();
同样，你最好使用Writer的子类，不需要直接使用Writer，因为子类的实现更加明确，更能表现你的意图。常用子类包括OutputStreamWriter，CharArrayWriter，FileWriter等。Writer的write(int c)方法，会将传入参数的低16位写入到Writer中，忽略高16位的数据。
整合Writer和OutputStream
与Reader和InputStream类似，一个Writer可以和一个OutputStream相结合。把OutputStream包装到OutputStreamWriter中，所有写入到OutputStreamWriter的字符都将会传递给OutputStream。这是一个OutputStreamWriter的例子：
Writer writer = new OutputStreamWriter(outputStream);
IO管道
Java IO中的管道为运行在同一个JVM中的两个线程提供了通信的能力。所以管道也可以作为数据源以及目标媒介。
你不能利用管道与不同的JVM中的线程通信(不同的进程)。在概念上，Java的管道不同于Unix/Linux系统中的管道。在Unix/Linux中，运行在不同地址空间的两个进程可以通过管道通信。在Java中，通信的双方应该是运行在同一进程中的不同线程。
通过Java IO创建管道
可以通过Java IO中的PipedOutputStream和PipedInputStream创建管道。一个PipedInputStream流应该和一个PipedOutputStream流相关联。一个线程通过PipedOutputStream写入的数据可以被另一个线程通过相关联的PipedInputStream读取出来。
Java IO管道示例 这是一个如何将PipedInputStream和PipedOutputStream关联起来的简单例子：
//使用管道来完成两个线程间的数据点对点传递 @Test public void test2() throws IOException { PipedInputStream pipedInputStream = new PipedInputStream(); PipedOutputStream pipedOutputStream = new PipedOutputStream(pipedInputStream); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { pipedOutputStream.write("hello input".getBytes()); pipedOutputStream.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }).start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { byte []arr = new byte[128]; while (pipedInputStream.read(arr) != -1) { System.out.println(Arrays.toString(arr)); } pipedInputStream.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }).start();
管道和线程 请记得，当使用两个相关联的管道流时，务必将它们分配给不同的线程。read()方法和write()方法调用时会导致流阻塞，这意味着如果你尝试在一个线程中同时进行读和写，可能会导致线程死锁。
管道的替代 除了管道之外，一个JVM中不同线程之间还有许多通信的方式。实际上，线程在大多数情况下会传递完整的对象信息而非原始的字节数据。但是，如果你需要在线程之间传递字节数据，Java IO的管道是一个不错的选择。
Java基础17-读懂Java IO流和常见面试题（二）：https://developer.aliyun.com/article/1535705
