Java IO之File和IO

本系列我们主要总结一下Java中的IO、NIO以及NIO2.

java.io.File

学习Java IO，首先让我们来了解File类吧，它是文件和目录路径名的抽象表示形式。因此你千万别误会File类只是文件的抽象表示，更多方法这里不累述，可以参考JDK API文档。

需要说明的是Unix和Windows的路径：Unix系列的路径是使用"/"，而windows的路径是使用"\"，而又由于"\"和转义相冲突，所以表示"\"要这样用"\\"。由此看来我们遇到了兼容的小麻烦，幸运的是Java为我们提供了一个File类的静态字段separator，File.separator在 UNIX 系统上，此字段的值为 '/'；在 Microsoft Windows 系统上，它为 '\\'，使用File.separator是个好习惯。

package net.oseye.IODemo;
import java.io.File;
public class App
{
    public static void main( String[] args )
    {
        File file=new File("d:"+File.separator+"log.txt");
        System.out.println(file.getAbsolutePath());
    }
}

I/O流概念

编程语言的I/O类库中常使用流这个抽象概念，它代表任何有能力产出数据的数据源对象或者有能力接收数据的接收端对象。

1. Java中的流，可以从不同的角度进行分类。
   • 按照数据流的方向：输入流和输出流
     假如把文件当做数据源，输出流示意图：
     
     输入流示意图：
     
     因此输入和输出都是从程序的角度来说的，理解这点很重要。
   • 按照处理数据单位不同可以分为：字节流和字符流
     字节流：一次读入或读出是8位二进制；字符流：一次读入或读出是16位二进制。
     字节流和字符流的原理是相同的，只不过处理的单位不同而已。后缀是Stream是字节流，而后缀是Reader、Writer是字符流。
   • 按照实现功能不同可以分为：节点流和处理流
     节点流：直接与数据源相连，读入或读出
     
     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。
     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。
     
2. 流分类

   Jdk提供的原始流有四大类：InputStream(字节输入流)，OutputStream（字节输出流），Reader（字符输入流），Writer（字符输出流）。

   

   而其他流都是继承这四大流而来，请看下面关系。

   
   
   
   

3. 流之间的关系
   
   由此可见Java IO中主要使用装饰模式。
4. 一般流的用法
   • 对文件进行操作：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：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：ByteArrayInputStream，ByteArrayOutputStream，CharArrayReader，CharArrayWriter是在内存中开辟了一个字节或字符数组；
   • Buffered缓冲流：：BufferedInputStream，BufferedOutputStream，BufferedReader,BufferedWriter,是带缓冲区的处理流，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。
   • 转化流：InputStreamReader/OutputStreamWriter，把字节转化成字符；
   • 数据流：DataInputStream，DataOutputStream；
     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。
   • 打印流：printStream，printWriter，一般是打印到控制台，可以进行控制打印的地方；
   • 对象流：ObjectInputStream，ObjectOutputStream，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；
     使用对象流需要实现Serializable接口，否则会报错。
   • 序列化流：SequenceInputStream，对象序列化：把对象直接转换成二进制，写入介质中；

   更详细介绍请参考JDK API文档。

I/O流的典型用法

Java I/O处理很少使用单一的类来创建流对象，而是通过叠合多个对象来提供所期望的功能，这是用到了装饰器模式。一般使用节点流直接连接数据源，而用处理流来处理数据，这是Java中流类库让人迷惑的主要原因：创建单一的结果流，却需要创建多个对象。例如，如果想要打开一个文件用于字符串输入，可以使用FileReader与文件(数据源)直接连接，而为了提高速度，我们希望对文件进行缓冲，那么我们使用处理流BufferedReader:

BufferedReader buff=new BufferedReader(new FileReader("d:"+File.separator+"log.txt"));
String str=null;
while((str=buff.readLine())!=null){
	System.out.println(str);
}
buff.close();

而上面的示例有时会出现乱码，一旦出现乱码我们知道是编码不匹配，那么怎么办呢？其实对着上面流的关系图，可以发现FileReader是继承FileInputStream的，而FileInputStream中可以指定编码，因此

BufferedReader buff = new BufferedReader(new InputStreamReader(
		new FileInputStream("d:" + File.separator + "log.txt"),
		"gb2312"));
String str = null;
while ((str = buff.readLine()) != null) {
	System.out.println(str);
}
buff.close();