节点流和处理流的区别

Java 的 IO 流可以分为节点流（也称为底层流）和处理流（也称为包装流）两大类。了解这两种流的区别和联系对于流的使用和选择至关重要。

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1. 基本介绍

节点流：

• 节点流是直接与数据源（如文件、网络、内存等）相连接的流。它们负责直接读取和写入数据，是数据传输的核心部分。
• 常见的节点流包括：
  • 文件流： FileInputStream、FileOutputStream
  • 字节流： ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
  • 字符流： FileReader、FileWriter

处理流：

• 处理流是对已有的节点流进行封装或处理，为程序提供更强大、灵活的读写功能。它们依赖节点流，不能单独存在。
• 常见的处理流包括：
  • 缓冲流： BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter
  • 数据流： DataInputStream、DataOutputStream
  • 对象流： ObjectInputStream、ObjectOutputStream

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2. 节点流和处理流的区别与联系

区别：

1. 连接方式不同：

   • 节点流： 直接与数据源（如文件、内存、网络等）相连，可以直接进行读写操作。
   • 处理流： 处理流是依赖于节点流或其他处理流的，它对流进行包装，提供更高级的操作功能，如缓冲、对象序列化等。

2. 功能侧重点不同：

   • 节点流： 侧重于数据源的直接读写操作，是数据流动的基础。
   • 处理流： 主要用于对节点流进行功能增强和优化，如增加缓冲功能、提供便捷的操作方法等。

3. 使用模式不同：

   • 节点流： 必须首先创建节点流实例，用于直接操作数据源。
   • 处理流： 需要基于已有的节点流进行包装。它本身无法直接连接到数据源。

联系：

1. 组合使用：

   • 在实际开发中，节点流和处理流通常是组合使用的。例如，使用 BufferedInputStream（处理流）包装 FileInputStream（节点流），可以提高文件读取的效率。

2. 装饰器模式：

   • 处理流通常采用装饰器设计模式，对节点流进行包装，通过层层封装来增强功能，使得不同流之间具有灵活的组合和扩展性。

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3. 处理流的主要功能

处理流的功能主要体现在以下两个方面：

1. 性能的提升：
   处理流通常通过增加缓冲区来提高 IO 操作的效率。例如，BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 提供了内置的缓冲区，减少了对底层资源的访问频率，从而提高了读写性能。

2. 操作的便捷：
   处理流往往提供了一些更加便捷的方法来操作数据。例如，DataInputStream 可以直接读取基本数据类型（如 int、double），而 ObjectInputStream 可以直接序列化和反序列化对象。

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4. 示例代码

以下示例展示了如何使用节点流和处理流组合读取文件数据：

import java.io.*;

public class NodeAndFilterStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 节点流：直接与文件数据源相连
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("example.txt");
             // 处理流：包装节点流，提供缓冲功能
             BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
             // 处理流：进一步包装，提供按行读取功能
             InputStreamReader isr = new InputStreamReader(bis);
             BufferedReader reader = new BufferedReader(isr)) {
            
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);  // 输出文件的每一行内容
            }
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码说明：

• FileInputStream 是节点流，直接读取文件数据。
• BufferedInputStream 是处理流，它为文件读取提供了缓冲功能，提高了读取效率。
• BufferedReader 是进一步的处理流，包装了之前的流并提供了按行读取的功能。

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总结

• 节点流是直接与数据源相连接的流，用于基础的读写操作。
• 处理流是对节点流进行包装和增强，为程序提供更灵活的功能和更高的性能。
• 在实际开发中，节点流和处理流经常结合使用，通过装饰器模式进行灵活组合，从而实现复杂的数据操作需求。