初识 Java IO 流

# 初识 Java IO 流

在 Java 中，IO 流是非常重要的一部分，涉及到对数据的读取与写入操作。IO 流是 Java 程序中进行文件操作、网络通信、数据传输等场景的核心技术。

IO 流中的 I/O 是输入（Input）和输出（Output）的缩写。它通常指数据在存储器（内存、硬盘等）或其他设备之间的输入和输出。Java 中的 IO 流可以看作是一个数据流动的通道，通过这个通道，我们可以将数据从一个地方传输到另一个地方。

流（Stream） 是一种抽象的概念，它可以理解为一个有序的、先进先出（FIFO）的数据传输通道。程序可以通过流从数据源中读取数据（输入流），也可以通过流将数据输出到目标位置（输出流）。

数据持久化存储：使用变量、数组或集合存储数据只能存在于内存中，一旦程序结束，数据就会丢失。通过 IO 流，我们可以将数据存储到文件中，实现数据的持久化。
数据读取和处理：通过 IO 流，我们可以读取文件、从网络接收数据，并将这些数据处理后存储到文件、数据库等介质中。

Java 中的 IO 流可以按照不同的标准进行分类，以下是常见的分类方式：

输入流 (Input Stream)：用于读取数据，数据从外部输入到内存中。常见的输入流包括 FileInputStream、BufferedReader 等。
输出流 (Output Stream)：用于写入数据，数据从内存输出到外部设备。常见的输出流包括 FileOutputStream、BufferedWriter 等。

字节流 (Byte Stream)：用于处理二进制数据，如图片、音频、视频等，数据单位为字节 (byte)。
- 常用字节输入流：InputStream 的子类，如 FileInputStream。
- 常用字节输出流：OutputStream 的子类，如 FileOutputStream。
字符流 (Character Stream)：用于处理文本数据，数据单位为字符 (char)，能够自动处理字符编码。
- 常用字符输入流：Reader 的子类，如 FileReader。
- 常用字符输出流：Writer 的子类，如 FileWriter。

节点流：直接操作数据源或目标的流，如文件流、内存流等。例如，FileInputStream 直接从文件中读取数据。
处理流：对已有流进行封装，提供更多功能或优化性能，例如缓冲流。处理流通常需要依赖节点流。例如，BufferedInputStream 是一个缓冲字节输入流，用于提高读写效率。

输入和输出是相对于程序而言的：

示例图解

输入流与输出流

字节流和字符流的使用方法非常相似，主要区别在于处理的数据单位不同：

为什么需要字符流？

字符流是为了解决字节流处理文本时可能出现的编码问题。字符流能够根据指定的编码方式（如 UTF-8、GBK）正确地处理字符，而不至于出现乱码问题。

Java 中的字符编码使用 Unicode 标准，一个字符（如汉字）通常占用 2 或更多字节。如果使用字节流处理时拆分字符对应的字节序列，就可能导致读取不完整，出现乱码问题。字符流就是为了解决这一问题而设计的。

节点流：直接操作数据源（如文件、网络等）的流。节点流是底层的数据传输接口，例如 FileInputStream、FileReader。
处理流：对节点流进行封装，提供额外功能，例如缓冲、数据过滤等。处理流不直接连接数据源，而是基于节点流进行进一步处理。常见的处理流有 BufferedInputStream、BufferedReader。

节点流与处理流

缓冲流是处理流的一种，用于提高数据传输效率。它通过在内存中设置缓冲区，减少程序与磁盘之间的交互次数，从而提升性能。常见的缓冲流有 BufferedInputStream、BufferedReader 等。

缓冲流示意图：

缓冲流

总结

Java 的 IO 流通过抽象流的概念，将数据的读取与写入过程简化为流动操作。通过灵活地使用字节流、字符流、节点流和处理流，可以高效地进行各种数据的输入输出操作。理解 IO 流的分类与特点，是进行文件操作、网络通信等开发的重要基础。

上次更新: 2024/12/28, 18:32:08