流的概念和作用

流：代表任何有能力产出数据的数据源对象或者是有能力接受数据的接收端对象。
流的本质：数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

Java IO所采用的模型

Java的IO模型设计非常优秀，它使用Decorator(装饰者)模式，按功能划分Stream，您可以动态装配这些Stream，以便获得您需要的功能。
例如，您需要一个具有缓冲的文件输入流，则应当组合使用FileInputStream和BufferedInputStream。

IO流的分类

按数据流的方向分为 输入流、输出流。此输入、输出是相对于我们写的代码程序而言。　

  • 输入流：从别的地方(本地文件，网络上的资源等)获取资源 输入到程序中。
  • 输出流：从程序中输出到别的地方(本地文件)， 如将一个字符串保存到本地文件中，就需要使用输出流。

按处理数据单位不同分为 字节流、字符流。字符 = 2字节 、 1字节(byte) = 8位(bit) 、 一个汉字占两个字节长度。

  • 字节流：每次读取(写出)一个字节，当传输的资源文件有中文时，就会出现乱码。
  • 字符流：每次读取(写出)两个字节，有中文时，使用该流就可以正确传输显示中文。

按功能不同分为 节点流、包装流。

  • 节点流：以从或向一个特定的地方（节点）读写数据。如FileInputStream。
  • 包装流：是对一个已存在的流的连接和封装，通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如BufferedReader。处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数，一个流对象经过其他流的多次包装。

4个基本的抽象流类型，所有的流都继承这四个。

输入流 输出流
字节流 InputStream outputStream
字符流 Reader Writer

inputStream：字节输入流

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  • ByteArrayInputStream：字节数组输入流，该类的功能就是从字节数组(byte[])中进行以字节为单位的读取，也就是将资源文件都以字节的形式存入到该类中的字节数组中去，我们拿也是从这个字节数组中拿。
  • PipedInputStream：管道字节输入流，它和PipedOutputStream一起使用，能实现多线程间的管道通信。
  • FilterInputStream ：装饰者模式中处于装饰者，具体的装饰者都要继承它，所以在该类的子类下都是用来装饰别的流的，也就是处理类。具体装饰者模式在下面会讲解到，到时就明白了。
  • BufferedInputStream：缓冲流，对处理流进行装饰，增强，内部会有一个缓存区，用来存放字节，每次都是将缓存区存满然后发送，而不是一个字节或两个字节这样发送。效率更高
  • DataInputStream：数据输入流，它是用来装饰其它输入流，它“允许应用程序以与机器无关方式从底层输入流中读取基本 Java 数据类型”
  • FileInputSream：文件输入流。它通常用于对文件进行读取操作
  • ObjectInputStream：对象输入流，用来提供对“基本数据或对象”的持久存储。通俗点讲，也就是能直接传输对象（反序列化中使用），

outputStream：字节输出流

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  • OutputStream 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类。
  • ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是两种基本的介质流，它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据，
  • ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子类都是装饰流(序列化中使用)。

Reader：字符输入流

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  • Reader 是所有的输入字符流的父类，它是一个抽象类。
  • CharReader、StringReader 是两种基本的介质流，它们分别将Char 数组、String中读取数据。PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据。
  • BufferedReader 很明显就是一个装饰器，它和其子类负责装饰其它Reader 对象。
  • FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类，其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰，会增加一个行号。
  • InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁，它将字节流转变为字符流。FileReader 可以说是一个达到此功能、常用的工具类，在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。后面会有Reader 与InputStream 的对应关系。

Writer：字符输出流

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  • Writer 是所有的输出字符流的父类，它是一个抽象类。
  • CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流，它们分别向Char 数组、String 中写入数据。PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据，
  • BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能。
  • PrintWriter 和PrintStream 极其类似，功能和使用也非常相似。
  • OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁，它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类（具体可以研究一SourceCode）。功能和使用和OutputStream 极其类似，后面会有它们的对应图。

字符流和字节流的使用范围：字节流一般用来处理图像，视频，以及PPT，Word类型的文件。字符流一般用于处理纯文本类型的文件，如TXT文件等，字节流可以用来处理纯文本文件，但是字符流不能用于处理图像视频等非文本类型的文件。

字符流与字节流转换

转换流的作用，文本文件在硬盘中以字节流的形式存储时，通过InputStreamReader读取后转化为字符流给程序处理，程序处理的字符流通过OutputStreamWriter转换为字节流保存。

转换流的特点

  • 其是字符流和字节流之间的桥梁
  • 可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符

何时使用转换流

  • 当字节和字符之间有转换动作时
  • 流操作的数据需要编码或解码时

OutputStreamWriter(OutStreamout)：将字节流以字符流输出。
InputStreamReader(InputStream in)：将字节流以字符流输入。

字节流和字符流的区别

  1. 节流没有缓冲区，是直接输出的，而字符流是输出到缓冲区的。因此在输出时，字节流不调用colse()方法时，信息已经输出了，而字符流只有在调用close()方法关闭缓冲区时，信息才输出。要想字符流在未关闭时输出信息，则需要手动调用flush()方法。
  • 读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位，字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。
  • 处理对象不同：字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等），而字符流只能处理字符类型的数据。

结论：只要是处理纯文本数据，就优先考虑使用字符流。除此之外都使用字节流。