【Java】NIO概述

本文主要介绍Java的IO。

这里主要按类的操作方式和操作对象对JavaIO进行分类，方便理解，后续使用时可以方便地查询。

一、操作方式分类

首先介绍几组概念：

• 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
• 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

按照上述分类方式可将JavaIO组织成下面的图

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:

ByteArrayOutputStream、FileOutputStream： 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。

字节流的输入和输出类结构图：

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。

PrintWriter 和PrintStream 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：

二、操作对象分类

分类说明：

1）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）

2）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。

3）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。

4）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

5）转化流（处理流）：

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

6）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

7）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

8）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

9）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
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： 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。 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)