初探JAVA中I/O流(一)

一.流

　　流,这里是对数据交换的形象称法。进程是运行在内存中的，在运行的过程中避免不了会与外界进行数据交互。比如将数据从硬盘、控制台、管道甚至是套接字(具体点应该是我们电脑上的网卡)读到我们进程锁所占据的地址空间中。这个数据交换的过程，我们称之为流。在流上的操作就所谓的I/O操作了。

二.装饰者模式

　　在介绍JAVA中的I/O操作之前我们先介绍一下装饰者模式。

　　装饰者模式就是对象的组合。我们如果给某个类增加新的方法，而且我们并不想修改这个类(或这个类有可能已经编译过无法修改)，可以使用继承方式。在随后的时间又有加新的功能，可以再次使用继承的方式。这样虽然简单，但是随着时间的推移会导致我们子类个数迅速的膨胀。如果我们使用装饰者模式可以解决这种尴尬。

　　装饰者模式图示

　　Car是功能很简单的就只能跑，但是我们先让其天上飞，水里游，自动驾驶，甚至有可能在将来出现更多的功能，我们就可以使用装饰者模式。

- ICar 抽象构件角色,这个抽象构件可以是一个接口也可以是一个具体的类
- Car 具体构件角色
- superCar 装饰者，持有抽象构件的引用
- FlyCar,WaterCar,AICar 具体装饰角色，为具体构件添加新的功能

　　创建一个能飞和能游的汽车 new Water(new FlyCar(new car))

三、I/O中的装饰者模式

　　有部分类在图中没有表示出来，输出流和输入流是相对的，这里不再累述。

　　Input是抽象构件，FilterInputStream是装饰者

四、I/O系统中的类关系

　　字节流与字符流的区别就是bit数不一样，字节流是以8bit为一个单位，而字符流是以16bit为一个单位。因为java中的字符char全部采用unicode编码,8bit的字节流处理起来比较麻烦，所以在java1.1中出现了字节流(java1.0是没有的)。其实字节流和字符流区别不是太大，大多数情况下我们使用字符流，处理二进制文件时，才考虑使用字节流。

　　字节流是可以转为字符流的,InputStreamReader可以把InputStream转换为Reader，OutputStreamWriter可以将OutputSteam转换为Writer。

五.字节流与字符流过滤器对比

　　我们前面提到字节流采用装饰器模式，而字符流在类的组织形式上并没有采用该模式。虽然两个有差别，但是在接口的使用上却是一致。

装饰者
FilterInputStream	FilterReader
FilterOutputStream	FilterWriter(抽象类，没有子类)
具体装饰类	可以看作是具体装饰类，对我们基本的字符流进行装饰
BufferedInputStream	BufferedReader
BufferedOutPutStream	BufferedWriter
DataInputStream	LineNumberReader
PrintStream	PrintWriter
PushbackInputStream	PushbackReader

六.同步问题

字符流Reader和Writer的子类具有自同步功能。JAVA文档中描述是如下：

Reader类的构造器

Reader():

　　Creates a new character-stream reader whose critical sections will synchronize on the reader itself.

Writer类构造器

Writer():

　Creates a new character-stream writer whose critical sections will synchronize on the writer itself.

用Writer类来举例：有一个写文件对象fileWriter(FileWriter是其对应的类，该类是Writer的子类),线程A调用了fileWriter.write(str1)来向文件写入了字符串str1，同时线程B也调用fileWriter.write(str2)向相同的文件写入了字符串str2，注意关键字“两个线程，同一对象的同一方法和相同的文件”，这时候会存在write()方法会被中断的问题(这里的write()方法和我们在Linux C中使用的write()方法有所不同,在linux C中write()会直接调用系统调用，而该write()方法中会调用的一些其他的方法，最后才会调用系统调用，所以该write()有被中断的可能)。为了防止write()被中断，在Reader或Writer类在创建的时候会为其加锁而实现同步。

注意：如果我们使用字节流时(InputStream和OutputStream)，java中并没有为我们提供同步的保证，即写一个输出流时有可能被另一个线程中断。