Java 的 I/O 大概可以分成以下几类：

  • 磁盘操作： File
  • 字节操作： InputStream 和 OutputStream
  • 字符操作： Reader 和 Writer
  • 对象操作： Serializable
  • 网络操作： Socket
  • 新的输入/输出： NIO

    磁盘操作

File 类可以用于表示文件和目录的信息，但是它不表示文件的内容。
递归地列出一个目录下所有文件：
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从 Java7 开始，可以使用 Paths 和 Files 代替 File。

字节操作

实现文件复制
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装饰者模式

Java I/O 使用了装饰者模式来实现。以 InputStream 为例，InputStream 是抽象组件；
FileInputStream 是 InputStream 的子类，属于具体组件，提供了字节流的输入操作；
FilterInputStream 属于抽象装饰者，装饰者用于装饰组件，为组件提供额外的功能。例如BufferedInputStream 为 FileInputStream 提供缓存的功能。
实例化一个具有缓存功能的字节流对象时，只需要在 FileInputStream 对象上再套一层BufferedInputStream 对象即可。
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字符操作

编码与解码

编码就是把字符转换为字节，而解码是把字节重新组合成字符。
如果编码和解码过程使用不同的编码方式那么就出现了乱码。

  • GBK 编码中，中文字符占 2 个字节，英文字符占 1 个字节；
  • UTF-8 编码中，中文字符占 3 个字节，英文字符占 1 个字节；
  • UTF-16be 编码中，中文字符和英文字符都占 2 个字节。

UTF-16be 中的 be 指的是 Big Endian，也就是大端。相应地也有 UTF-16le， le 指的是 Little Endian，也就是小端。
Java 的内存编码使用双字节编码 UTF-16be，这不是指 Java 只支持这一种编码方式，而是说 char 这种类型使用 UTF-16be 进行编码。 char 类型占 16 位，也就是两个字节， Java 使用这种双字节编码是为了让一个中文或者一个英文都能使用一个 char 来存储。

Reader 与 Writer

不管是磁盘还是网络传输，最小的存储单元都是字节，而不是字符。但是在程序中操作的通常是字符形式的数据，因此需要提供对字符进行操作的方法。

  • InputStreamReader 实现从字节流解码成字符流；
  • OutputStreamWriter 实现字符流编码成为字节流。

实现逐行输出文本文件的内容
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对象操作


序列化就是将一个对象转换成字节序列，方便存储和传输。
序列化： ObjectOutputStream.writeObject()
反序列化： ObjectInputStream.readObject()
不会对静态变量进行序列化，因为序列化只是保存对象的状态，静态变量属于类的状态。
Serializable
序列化的类需要实现 Serializable 接口，它只是一个标准，没有任何方法需要实现，但是如果不去实现它的话而进行序列化，会抛出异常。
transient
transient 关键字可以使一些属性不会被序列化。
ArrayList 中存储数据的数组 elementData 是用 transient 修饰的，因为这个数组是动态扩展的，并不是所有的空间都被使用，因此就不需要所有的内容都被序列化。通过重写序列化和反序列化方法，使得可以只序列化数组中有内容的那部分数据。

NIO

新的输入/输出 (NIO) 库是在 JDK 1.4 中引入的，弥补了原来的 I/O 的不足，提供了高速的、面向块的I/O。

流与块

I/O 与 NIO 最重要的区别是数据打包和传输的方式， I/O 以流的方式处理数据，而 NIO 以块的方式处理数据。
面向流的 I/O 一次处理一个字节数据：一个输入流产生一个字节数据，一个输出流消费一个字节数据。为流式数据创建过滤器非常容易，链接几个过滤器，以便每个过滤器只负责复杂处理机制的一部分。不利的一面是，面向流的 I/O 通常相当慢。
面向块的 I/O 一次处理一个数据块，按块处理数据比按流处理数据要快得多。但是面向块的 I/O 缺少一些面向流的 I/O 所具有的优雅性和简单性。
I/O 包和 NIO 已经很好地集成了， java.io. 已经以 NIO 为基础重新实现了，所以现在它可以利用 NIO 的一些特性。例如， java.io. 包中的一些类包含以块的形式读写数据的方法，这使得即使在面向流的系统中，处理理速度也会更快。