在整個Java.io包中最重要的就是5個類和一個接口。
5個類指的是
- File
- OutputStream
- InputStream
- Writer
- Reader
一個接口指的是
- Serializable
掌握了這些IO的核心操作那么對於Java中的IO體系也就有了一個初步的認識了
Java I/O主要包括如下幾個層次，包含三個部分：
1.流式部分――IO的主體部分；
2.非流式部分――主要包含一些輔助流式部分的類，如：File類、RandomAccessFile類和FileDescriptor等類；
3.其他類--文件讀取部分的與安全相關的類，如：SerializablePermission類，以及與本地操作系統相關的文件系統的類，如：FileSystem類和Win32FileSystem類和WinNTFileSystem類。
Java I/O主要的類
1. File（文件特征與管理）：用於文件或者目錄的描述信息，例如生成新目錄，修改文件名，刪除文件，判斷文件所在路徑等。
2. InputStream（二進制格式操作）：抽象類，基於字節的輸入操作，是所有輸入流的父類。定義了所有輸入流都具有的共同特征。
3. OutputStream（二進制格式操作）：抽象類。基於字節的輸出操作。是所有輸出流的父類。定義了所有輸出流都具有的共同特征。
Java中字符是采用Unicode標准，一個字符是16位，即一個字符使用兩個字節來表示。為此，JAVA中引入了處理字符的流。
4. Reader（文件格式操作）：抽象類，基於字符的輸入操作。
5. Writer（文件格式操作）：抽象類，基於字符的輸出操作。
6. RandomAccessFile（隨機文件操作）：它的功能豐富，可以從文件的任意位置進行存取（輸入輸出）操作。
Java.IO流類庫
1. io流的四個基本類
java.io包中包含了流式I/O所需要的所有類。
在java.io包中有四個基本類：
- InputStream
- OutputStream
- Reader
- Writer類
它們分別處理字節流和字符流
| 字節流 | 字符流 | 輸入流 | 輸出流 |
| Inputstream | Reader | OutputStream | Writer |
Java中其他多種多樣變化的流均是由它們派生出來的:
JDK1.4版本開始引入了新I/O類庫，它位於java.nio包中，新I/O類庫利用通道和緩沖區等來提高I/O操作的效率。
在java.io包中， java.io.InputStream 表示字節輸入流， java.io.OutputStream表示字節輸出流，處於java.io包最頂層。這兩個類均為抽象類，也就是說它們不能被實例化，必須生成子類之后才能實現一定的功能。
io流幾種分類
第一種：按I/O類型來總體分類
1. Memory 1）從/向內存數組讀寫數據: CharArrayReader、 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
2）從/向內存字符串讀寫數據 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream
2. Pipe管道 實現管道的輸入和輸出（進程間通信）: PipedReader、PipedWriter、PipedInputStream、PipedOutputStream
3. File 文件流。對文件進行讀、寫操作 ：FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream
4. ObjectSerialization 對象輸入、輸出 ：ObjectInputStream、ObjectOutputStream
5. DataConversion數據流 按基本數據類型讀、寫（處理的數據是Java的基本類型（如布爾型，字節，整數和浮點數））：DataInputStream、DataOutputStream
6. Printing 包含方便的打印方法 ：PrintWriter、PrintStream
7. Buffering緩沖 在讀入或寫出時，對數據進行緩存，以減少I/O的次數：BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream
8. Filtering 濾流，在數據進行讀或寫時進行過濾：FilterReader、FilterWriter、FilterInputStream、FilterOutputStream過
9. Concatenation合並輸入 把多個輸入流連接成一個輸入流 ：SequenceInputStream
10. Counting計數 在讀入數據時對行記數 ：LineNumberReader、LineNumberInputStream
11. Peeking Ahead 通過緩存機制，進行預讀 ：PushbackReader、PushbackInputStream
12. Converting between Bytes and Characters 按照一定的編碼/解碼標准將字節流轉換為字符流，或進行反向轉換（Stream到Reader,Writer的轉換類）：InputStreamReader、OutputStreamWriter
第二種：按數據來源（去向）分類
1、File（文件）： FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter
2、byte[]：ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream
3、Char[]: CharArrayReader, CharArrayWriter
4、String: StringBufferInputStream, StringReader, StringWriter
5、網絡數據流：InputStream, OutputStream, Reader, Writer
6. 字節流 InputStream/OutputStream
Java中IO流的體系結構如圖：
非流式文件類--File類
代碼如下:
public class File extends Object implements Serializable,Comparable {}
File類共提供了三個不同的構造函數，以不同的參數形式靈活地接收文件和目錄名信息。
構造函數：
1）File (String pathname)
2）File (String parent , String child)
3）File (File parent , String child)
例: File f4 = new File("\\dir3");
File f5 = new File(f4,"FileTest5.txt");
2）public boolean isFile( ) 判斷是文件還是目錄
3）public boolean isDirectory( ) 判斷是文件還是目錄
4）public String getName( ) 返回文件名或目錄名
5）public String getPath( ) 返回文件或目錄的路徑。
6）public long length( ) 獲取文件的長度
7）public String[ ] list ( ) 將目錄中所有文件名保存在字符串數組中返回。
1） public boolean renameTo( File newFile ); 重命名文件
2） public void delete( ); 刪除文件
3） public boolean mkdir( ); 創建目錄
import java.io.File; import java.io.IOException; public class TestFile { public static void main(String args[]) throws IOException { File dir = new File("\\root"); File f1 = new File(dir, "fileOne.txt"); File f2 = new File(dir, "fileTwo.java"); // 文件對象創建后，指定的文件或目錄不一定物理上存在 if (!dir.exists()) dir.mkdir(); if (!f1.exists()) f1.createNewFile(); if (!f2.exists()) f2.createNewFile(); System.out.println("f1's AbsolutePath= " + f1.getAbsolutePath()); System.out.println("f1 Canread=" + f1.canRead()); System.out.println("f1's len= " + f1.length()); String[] FL; int count = 0; FL = dir.list(); for (int i = 0; i < FL.length; i++) { count++; System.out.println(FL[i] + "is in \\root"); } System.out.println("there are" + count + "file in //root"); } }
(1) exists()測試磁盤中指定的文件或目錄是否存在
(2) mkdir()創建文件對象指定的目錄（單層目錄）
(3) createNewFile()創建文件對象指定的文件
文件字節流的操作
InputStream 為字節輸入流，它本身為一個抽象類，必須依靠其子類實現各種功能，此抽象類是表示字節輸入流的所有類的超類。 繼承自InputStream 的流都是向程序中輸入數據的，且數據單位為字節（8bit）；
InputStream是輸入字節數據用的類，所以InputStream類提供了3種重載的read方法.Inputstream類中的常用方法：
（1） public abstract int read( )：讀取一個byte的數據，返回值是高位補0的int類型值。若返回值=-1說明沒有讀取到任何字節讀取工作結束。
（2） public int read(byte b[ ])：讀取b.length個字節的數據放到b數組中。返回值是讀取的字節數。該方法實際上是調用下一個方法實現的
（3） public int read(byte b[ ], int off, int len)：從輸入流中最多讀取len個字節的數據，存放到偏移量為off的b數組中。
（4） public int available( )：返回輸入流中可以讀取的字節數。注意：若輸入阻塞，當前線程將被掛起，如果InputStream對象調用這個方法的話，它只會返回0，這個方法必須由繼承InputStream類的子類對象調用才有用，
（5） public long skip(long n)：忽略輸入流中的n個字節，返回值是實際忽略的字節數, 跳過一些字節來讀取
（6） public int close( ) ：我們在使用完后，必須對我們打開的流進行關閉.
主要的子類： 
1） FileInputStream把一個文件作為InputStream，實現對文件的讀取操作
2） ByteArrayInputStream：把內存中的一個緩沖區作為InputStream使用
3） StringBufferInputStream：把一個String對象作為InputStream
4） PipedInputStream：實現了pipe的概念，主要在線程中使用
5） SequenceInputStream：把多個InputStream合並為一個InputStream
1. public void write(byte b[ ])：將參數b中的字節寫到輸出流。
2. public void write(byte b[ ], int off, int len) ：將參數b的從偏移量off開始的len個字節寫到輸出流。
3. public abstract void write(int b) ：先將int轉換為byte類型，把低字節寫入到輸出流中。
4. public void flush( ) : 將數據緩沖區中數據全部輸出，並清空緩沖區。
5. public void close( ) : 關閉輸出流並釋放與流相關的系統資源。
主要的子類： 
1) ByteArrayOutputStream：把信息存入內存中的一個緩沖區中
2) FileOutputStream：把信息存入文件中
3) PipedOutputStream：實現了pipe的概念，主要在線程中使用
4) SequenceOutputStream：把多個OutStream合並為一個OutStream
流結束的判斷：方法read()的返回值為-1時；readLine()的返回值為null時。
3. 文件輸入流： FileInputStream類FileInputStream可以使用read()方法一次讀入一個字節，並以int類型返回，或者是使用read()方法時讀入至一個byte數組，byte數組的元素有多少個，就讀入多少個字節。在將整個文件讀取完成或寫入完畢的過程中，這么一個byte數組通常被當作緩沖區，因為這么一個byte數組通常扮演承接數據的中間角色。
作用：以文件作為數據輸入源的數據流。或者說是打開文件，從文件讀數據到內存的類。
使用方法(1)
File fin=new File("d:/abc.txt"); FileInputStream in=new FileInputStream( fin);
使用方法(2)
FileInputStream in=new FileInputStream(“d: /abc.txt”);
程序舉例：
將InputFromFile.java的程序的內容顯示在顯示器上
import java.io.IOException; import java.io.FileInputStream; public class TestFile { public static void main(String args[]) throws IOException { try{ FileInputStream rf=new FileInputStream("InputFromFile.java"); int n=512; byte buffer[]=new byte[n]; while((rf.read(buffer,0,n)!=-1)&&(n>0)){ System.out.println(new String(buffer) ); } System.out.println(); rf.close(); } catch(IOException IOe){ System.out.println(IOe.toString()); } } }
FileOutputStream類用來處理以文件作為數據輸出目的數據流；一個表示文件名的字符串，也可以是File或FileDescriptor對象。
創建一個文件流對象有兩種方法：
方式1：
File f=new File (“d:/myjava/write.txt "); FileOutputStream out= new FileOutputStream (f);
方式2：
FileOutputStream out=new FileOutputStream(“d:/myjava/write.txt ");
方式3：構造函數將 FileDescriptor()對象作為其參數。
FileDescriptor() fd=new FileDescriptor(); FileOutputStream f2=new FileOutputStream(fd);
方式4：構造函數將文件名作為其第一參數，將布爾值作為第二參數。
FileOutputStream f=new FileOutputStream("d:/abc.txt",true);
注意：（1）文件中寫數據時，若文件已經存在，則覆蓋存在的文件；（2）的讀/寫操作結束時，應調用close方法關閉流。
import java.io.IOException; import java.io.FileOutputStream; public class TestFile { public static void main(String args[]) throws IOException { try { System.out.println("please Input from Keyboard"); int count, n = 512; byte buffer[] = new byte[n]; count = System.in.read(buffer); FileOutputStream wf = new FileOutputStream("d:/myjava/write.txt"); wf.write(buffer, 0, count); wf.close(); // 當流寫操作結束時，調用close方法關閉流。 System.out.println("Save to the write.txt"); } catch (IOException IOe) { System.out.println("File Write Error!"); } } }
import java.io.File; import java.io.IOException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.FileInputStream; public class TestFile { public static void main(String args[]) throws IOException { try { File inFile = new File("copy.java"); File outFile = new File("copy2.java"); FileInputStream finS = new FileInputStream(inFile); FileOutputStream foutS = new FileOutputStream(outFile); int c; while ((c = finS.read()) != -1) { foutS.write(c); } finS.close(); foutS.close(); } catch (IOException e) { System.err.println("FileStreamsTest: " + e); } } }
計算機訪問外部設備非常耗時。訪問外存的頻率越高，造成CPU閑置的概率就越大。為了減少訪問外存的次數，應該在一次對外設的訪問中，讀寫更多的數據。為此，除了程序和流節點間交換數據必需的讀寫機制外，還應該增加緩沖機制。緩沖流就是每一個數據流分配一個緩沖區，一個緩沖區就是一個臨時存儲數據的內存。這樣可以減少訪問硬盤的次數,提高傳輸效率。
BufferedInputStream:當向緩沖流寫入數據時候，數據先寫到緩沖區，待緩沖區寫滿后，系統一次性將數據發送給輸出設備。
BufferedOutputStream :當從向緩沖流讀取數據時候，系統先從緩沖區讀出數據，待緩沖區為空時，系統再從輸入設備讀取數據到緩沖區。
將BufferedInputStream與FileInputStream相接
FileInputStream in=new FileInputStream( “file1.txt ” ); BufferedInputStream bin=new BufferedInputStream( in);
2）將內存寫入文件：
將BufferedOutputStream與 FileOutputStream相接】
FileOutputStreamout=new FileOutputStream(“file1.txt”); BufferedOutputStream bin=new BufferedInputStream(out);
3）鍵盤輸入流讀到內存
InputStreamReader sin=new InputStreamReader (System.in) ； BufferedReader bin=new BufferedReader(sin);
import java.io.*; public class ReadWriteToFile { public static void main(String args[]) throws IOException { InputStreamReader sin = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader bin = new BufferedReader(sin); FileWriter out = new FileWriter("myfile.txt"); BufferedWriter bout = new BufferedWriter(out); String s; while ((s = bin.readLine()).length() > 0) { bout.write(s, 0, s.length()); } } }
從鍵盤讀入字符，並寫入到文件中BufferedReader類的方法：String readLine()
作用：讀一行字符串，以回車符為結束。
BufferedWriter類的方法：bout.write(String s,offset,len)
作用：從緩沖區將字符串s從offset開始，len長度的字符串寫到某處。
文件字符流操作
Java中字符是采用Unicode標准，一個字符是16位，即一個字符使用兩個字節來表示。為此，JAVA中引入了處理字符的流。
1）. Reader抽象類
用於讀取字符流的抽象類。子類必須實現的方法只有 read(char[], int, int) 和 close()。但是，多數子類將重寫此處定義的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。 
1) FileReader :與FileInputStream對應
主要用來讀取字符文件，使用缺省的字符編碼，有三種構造函數：
(1）將文件名作為字符串 ：
FileReader f=new FileReader(“c:/temp.txt”);
(2）構造函數將File對象作為其參數。
File f=new file(“c:/temp.txt”); FileReader f1=new FileReader(f);
(3) 構造函數將FileDescriptor對象作為參數
FileDescriptor() fd=new FileDescriptor() FileReader f2=new FileReader(fd);
(1) 用指定字符數組作為參數：CharArrayReader(char[])
(2) 將字符數組作為輸入流:CharArrayReader(char[], int, int)
讀取字符串，構造函數如下： public StringReader(String s);
2) CharArrayReader：與ByteArrayInputStream對應
3) StringReader : 與StringBufferInputStream對應
4) InputStreamReader
從輸入流讀取字節，在將它們轉換成字符:Public inputstreamReader(inputstream is);
5) FilterReader: 允許過濾字符流
protected filterReader(Reader r);
6) BufferReader :接受Reader對象作為參數，並對其添加字符緩沖器，使用readline()方法可以讀取一行。
Public BufferReader(Reader r);
主要方法：
(1) public int read() throws IOException; //讀取一個字符，返回值為讀取的字符
(2) public int read(char cbuf[]) throws IOException; /*讀取一系列字符到數組cbuf[]中，返回值為實際讀取的字符的數量*/
(3) public abstract int read(char cbuf[],int off,int len) throws IOException;
/*讀取len個字符，從數組cbuf[]的下標off處開始存放，返回值為實際讀取的字符數量，該方法必須由子類實現*/
2） Writer抽象類
寫入字符流的抽象類。子類必須實現的方法僅有 write(char[], int, int)、flush() 和 close()。但是，多數子類將重寫此處定義的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。 其子類如下：
1） FileWrite: 與FileOutputStream對應
將字符類型數據寫入文件，使用缺省字符編碼和緩沖器大小。
Public FileWrite(file f);
2) chararrayWrite:與ByteArrayOutputStream對應 ,將字符緩沖器用作輸出。
Public CharArrayWrite();
3) PrintWrite:生成格式化輸出
public PrintWriter(outputstream os);
4) filterWriter:用於寫入過濾字符流
protected FilterWriter(Writer w);
5) PipedWriter：與PipedOutputStream對應
6) StringWriter：無與之對應的以字節為導向的stream
主要方法：
(1) public void write(int c) throws IOException； //將整型值c的低16位寫入輸出流
(2) public void write(char cbuf[]) throws IOException； //將字符數組cbuf[]寫入輸出流
(3) public abstract void write(char cbuf[],int off,int len) throws IOException； //將字符數組cbuf[]中的從索引為off的位置處開始的len個字符寫入輸出流
(4) public void write(String str) throws IOException； //將字符串str中的字符寫入輸出流
(5) public void write(String str,int off,int len) throws IOException； //將字符串str 中從索引off開始處的len個字符寫入輸出流
(6) flush( ) //刷空輸出流，並輸出所有被緩存的字節。
(7)close() 關閉流 public abstract void close() throws IOException
InputStream與Reader差別 OutputStream與Writer差別
Reader與Writer處理的是字符流，在處理字符流時涉及了字符編碼的轉換問題
import java.io.*; public class EncodeTest { private static void readBuff(byte [] buff) throws IOException { ByteArrayInputStream in =new ByteArrayInputStream(buff); int data; while((data=in.read())!=-1) System.out.print(data+" "); System.out.println(); in.close(); } public static void main(String args[]) throws IOException { System.out.println("內存中采用unicode字符編碼：" ); char c='好'; int lowBit=c&0xFF; int highBit=(c&0xFF00)>>8; System.out.println(""+lowBit+" "+highBit); String s="好"; System.out.println("本地操作系統默認字符編碼："); readBuff(s.getBytes()); System.out.println("采用GBK字符編碼："); readBuff(s.getBytes("GBK")); System.out.println("采用UTF-8字符編碼："); readBuff(s.getBytes("UTF-8")); } }
Reader類能夠將輸入流中采用其他編碼類型的字符轉換為Unicode字符，然后在內存中為其分配內存
Writer類能夠將內存中的Unicode字符轉換為其他編碼類型的字符，再寫到輸出流中。
文件IOException異常類
1.public class EOFException ：
非正常到達文件尾或輸入流尾時，拋出這種類型的異常。
2.public class FileNotFoundException：
當文件找不到時，拋出的異常。
3.public class InterruptedIOException：
當I/O操作被中斷時，拋出這種類型的異常。