Java 基础知识之 IO 总结

什么是 IO？

IO（Input/Output，即输入/输出）是计算机领域中非常重要和基础的概念，指计算机与外部设备交换数据的过程。在 Java 中，IO 通常用于读取和写入文件、网络通信以及其他数据源和操作。Java 提供了强大的 IO 支持，为我们提供了便捷的、可靠的、跨平台的数据交换方案。

Java IO 的分类

Java 中 IO 分为几种不同类型，包括：

字节流（InputStream 和 OutputStream）：用于处理二进制数据
字符流（Reader 和 Writer）：用于处理文本数据
堆内存流（ByteArrayInputStream 和 ByteArrayOutputStream）：用于在内存中读写数据
文件流（FileInputStream 和 FileOutputStream）：用于操作文件
缓存流（BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream）：用于提高性能

Java IO 常用的类和方法

InputStream 和 OutputStream

InputStream：抽象类，用于读取二进制数据
OutputStream：抽象类，用于写入二进制数据

在使用 InputStream 和 OutputStream 时，常用的类和方法有：

FileInputStream 和 FileOutputStream：用于读写文件，提供多种读写方法
ByteArrayInputStream 和 ByteArrayOutputStream：用于读写内存中的二进制数据
BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream：用于提高性能
DataInputStream 和 DataOutputStream：用于读写 Java 基本类型数据
ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream：用于读写对象

示例：

// 读取文件内容并写入另一个文件
public static void copyFile(String src, String dst) throws IOException {
    try (InputStream in = new FileInputStream(src);
         OutputStream out = new FileOutputStream(dst)) {
        byte[] buffer = new byte[4096];
        int len;
        while ((len = in.read(buffer)) > 0) {
            out.write(buffer, 0, len);
        }
    }
}

Reader 和 Writer

Reader：抽象类，用于读取文本数据
Writer：抽象类，用于写入文本数据

在使用 Reader 和 Writer 时，常用的类和方法有：

FileReader 和 FileWriter：用于读写文本文件，提供多种读写方法
BufferedReader 和 BufferedWriter：用于提高性能
InputStreamReader 和 OutputStreamWriter：用于编码转换，如 UTF-8 转换成 GBK
PrintWriter：用于格式化输出

示例：

// 读取文件内容并输出到控制台
public static void printFile(String filename) throws IOException {
    try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filename))) {
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
    }
}

Java NIO

Java NIO（New IO）是 Java 1.4 引入的新的 IO API，它提供了更高效、更灵活和更可扩展的 IO 方案。Java NIO 中的基本概念是通道和缓冲区，它们比传统的 InputStream 和 OutputStream 更加灵活和高效。

在 Java NIO 中，数据被读取到缓冲区中，然后再从缓冲区中写入到通道中，或从通道中读取数据写入到缓冲区中。Java NIO 还提供了选择器（Selector）来实现非阻塞 IO。

示例：

// 从文件中读取内容并输出到控制台
public static void readFileWithChannel(String filename) throws IOException {
    try (FileChannel channel = new FileInputStream(filename).getChannel()) {
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        while (channel.read(buffer) != -1) {
            buffer.flip();
            System.out.print(Charset.forName("UTF-8").decode(buffer));
            buffer.clear();
        }
   }
}

总结

Java IO 是 Java 编程中非常重要和基础的概念，它提供了强大的数据交换方案。我们可以使用 Java 的不同类型 IO 来读写文件、网络通信以及其他数据源和操作。在 Java 中，IO 有几种类型，包括字节流、字符流、堆内存流、文件流和缓存流等。Java NIO 引入了更高效、更灵活和更可扩展的 IO 方案，提供了更加灵活和高效的通道和缓冲区。

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