Java IO,硬骨头也能变软

简介:

开胃菜

先看一张网上流传的http://java.io包的类结构图:
http://java.io包的类结构图
当你看到这幅图的时候,我相信,你跟我一样内心是崩溃的。

有些人不怕枯燥,不怕寂寞,硬着头皮看源码,但是,能坚持下去全部看完的又有几个呢!

然而,就算源码全部看完看懂,过不了几天,脑子里也会变成一团浆糊。

因为这里的类实在太多了。可能我们反复看,反复记,也很难做到清晰明白。

他就像是一块超级硬的骨头,怎么啃都啃不烂。

面对这样的做法,要坚决对他说,NO。

记不住,怎么办?

我的做法是找出他们的共性,给他们分类,只记典型,触类旁通。

上面的图虽然有分类,但是还不够细,而且没有总结出方便记忆的规律,所以我们要重新整理和归类。

这篇文章中,使用了两种分时给他们分组,目的是更全面的了解共性,帮助记忆。

分类一:按操作方式(类结构)

字节流和字符流:

  • 字节流:以字节为单位,每次次读入或读出是8位数据。可以读任何类型数据。
  • 字符流:以字符为单位,每次次读入或读出是16位数据。其只能读取字符类型数据。

输出流和输入流:

  • 输出流:从内存读出到文件。只能进行写操作。
  • 输入流:从文件读入到内存。只能进行读操作。

注意: 这里的出和入,都是相对于系统内存而言的。

节点流和处理流:

  • 节点流:直接与数据源相连,读入或读出。
  • 处理流:与节点流一块使用,在节点流的基础上,再套接一层,套接在节点流上的就是处理流。

为什么要有处理流?直接使用节点流,读写不方便,为了更快的读写文件,才有了处理流。

按操作方式分类结构图:

根据以上分类,以及jdk的说明,我们可以画出更详细的类结构图,如下:
按操作方式分类结构图:

分类说明:

1) 输入字节流InputStream

  • ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流,它们分别从Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。
  • PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据。PipedInputStream的一个实例要和PipedOutputStream的一个实例共同使用,共同完成管道的读取写入操作。主要用于线程操作。
  • DataInputStream: 将基础数据类型读取出来
  • ObjectInputStream 和所有 FilterInputStream 的子类都是装饰流(装饰器模式的主角)。

2)输出字节流OutputStream:

  • ByteArrayOutputStreamFileOutputStream: 是两种基本的介质流,它们分别向- Byte 数组、和本地文件中写入数据。
  • PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据。
  • DataOutputStream 将基础数据类型写入到文件中
  • ObjectOutputStream 和所有 FilterOutputStream 的子类都是装饰流。

节流的输入和输出类结构图:

节流的输入和输出对照图

3)字符输入流Reader::

  • FileReader、CharReader、StringReader 是三种基本的介质流,它们分在本地文件、Char 数组、String中读取数据。
  • PipedReader:是从与其它线程共用的管道中读取数据
  • BufferedReader :加缓冲功能,避免频繁读写硬盘
  • InputStreamReader: 是一个连接字节流和字符流的桥梁,它将字节流转变为字符流。

4)字符输出流Writer:

  • StringWriter:向String 中写入数据。
  • CharArrayWriter:实现一个可用作字符输入流的字符缓冲区
  • PipedWriter:是向与其它线程共用的管道中写入数据
  • BufferedWriter : 增加缓冲功能,避免频繁读写硬盘。
  • PrintWriterPrintStream 将对象的格式表示打印到文本输出流。 极其类似,功能和使用也非常相似
  • OutputStreamWriter: 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁,它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类(具体可以研究一SourceCode)。功能和使用和OutputStream 极其类似,后面会有它们的对应图。

字符流的输入和输出类结构图:

字符流的输入和输出对照图

分类二:按操作对象

按操作对象

分类说明:

对文件进行操作(节点流):

  • FileInputStream(字节输入流),
  • FileOutputStream(字节输出流),
  • FileReader(字符输入流),
  • FileWriter(字符输出流)

对管道进行操作(节点流):

  • PipedInputStream(字节输入流),
  • PipedOutStream(字节输出流),
  • PipedReader(字符输入流),
  • PipedWriter(字符输出流)。
  • PipedInputStream的一个实例要和PipedOutputStream的一个实例共同使用,共同完成管道的读取写入操作。主要用于线程操作。

字节/字符数组流(节点流):

  • ByteArrayInputStream,
  • ByteArrayOutputStream,
  • CharArrayReader,
  • CharArrayWriter;

除了上述三种是节点流,其他都是处理流,需要跟节点流配合使用。

Buffered缓冲流(处理流):
带缓冲区的处理流,缓冲区的作用的主要目的是:避免每次和硬盘打交道,提高数据访问的效率。

  • BufferedInputStream,
  • BufferedOutputStream,
  • BufferedReader,
  • BufferedWriter,

转化流(处理流):

  • InputStreamReader:把字节转化成字符;
  • OutputStreamWriter:把字节转化成字符。

基本类型数据流(处理流):用于操作基本数据类型值。

因为平时若是我们输出一个8个字节的long类型或4个字节的float类型,那怎么办呢?可以一个字节一个字节输出,也可以把转换成字符串输出,但是这样转换费时间,若是直接输出该多好啊,因此这个数据流就解决了我们输出数据类型的困难。数据流可以直接输出float类型或long类型,提高了数据读写的效率。

  • DataInputStream,
  • DataOutputStream。

打印流(处理流):

一般是打印到控制台,可以进行控制打印的地方。

  • PrintStream,
  • PrintWriter,

对象流(处理流):

把封装的对象直接输出,而不是一个个在转换成字符串再输出。

  • ObjectInputStream,对象反序列化;
  • ObjectOutputStream,对象序列化;

合并流(处理流):

  • SequenceInputStream:可以认为是一个工具类,将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。

其他类:File(已经被Java7的Path取代)

File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象,可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息,包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名,判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表,创建、删除文件和目录等方法。

其他类:RandomAccessFile

该对象并不是流体系中的一员,其封装了字节流,同时还封装了一个缓冲区(字符数组),通过内部的指针来操作字符数组中的数据。 该对象特点:

  1. 该对象只能操作文件,所以构造函数接收两种类型的参数:a.字符串文件路径;b.File对象。
  2. 该对象既可以对文件进行读操作,也能进行写操作,在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)。

注意: IO中的很多内容都可以使用NIO完成,这些知识点大家知道就好,使用的话还是尽量使用NIO/AIO。

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