java io流(核心：读进来，写出去)

一、流概念和作用

流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流。流的本质是数据传输，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。

二、流存在的意义

我们在进行数据传输时有这三个特点：1.数据的传输量很大；2.内存有限；3.带宽有限。所以需要使用流来解决这些问题。而流可以逐步的传输所有数据，不会占用太多的内存。例如下载文件时，并不会占用太多的内存，而是在内存中开辟一个缓冲区，一点一点的传输数据，当这个缓冲区满了后就直接写到磁盘。

三、流的原理浅析

java IO流共涉及40多个类，这些类看上去很杂乱，但实际上很有规则，而且彼此之间存在非常紧密的联系，Java IO流的40多个类都是从如下4个抽象类基类中派生出来的。
InputStream/Reader: 所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。
OutputStream/Writer: 所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流。
注：它们都是一些抽象基类，无法直接创建实例。

四、IO流的分类

java输入/输出流体系中常用的流的分类如下

InputStreamReader和OutputStreamWriter是字符和字节的桥梁，也可称之为字符转换流。原理：字节流+编码。
FileReader和FileWriter作为子类，仅作为操作字符文件的便捷类存在。当操作的字符文件，使用的是默认编码表时可以不用父类，而直接使用子类完成操作，简化代码。
一旦要指定其他编码时，不能使用子类，必须使用字符转换流。
public class InputStreamReader extends Reader
InputStreamReader 是字节流通向字符流的桥梁
public class OutputStreamWriter extends Writer
OutputStreamWriter 是字符流通向字节流的桥梁

五、按照流操作对象分类

1.按照流的流向分，可以分为输入流和输出流；

• 输入流： 只能从中读取数据，而不能向其写入数据。
• 输出流：只能向其写入数据，而不能向其读取数据。

2.按照操作单元划分，可以划分为字节流和字符流；
字节流和字符流的用法几乎完全一样，区别在于字节流和字符流所操作的数据单元不同，字节流操作的单元是数据单元为8位的字节，字符流操作的是数据单元为16位的字符。
设备上的数据无论是图片或者视频，文字，它们都以二进制存储的。二进制的最终都是以一个8位为数据单元进行体现，所以计算机中的最小数据单元就是字节。意味着，字节流可以处理设备上的所有数据，而字符流只能处理字符数据。 字符流能实现的功能字节流都能实现，反之不一定。

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。

3.按照流的角色划分为节点流和处理流。
可以向一个特定的IO设备（如磁盘，网络）读/写数据的流，称为节点流。节点流也被称为低级流。当使用节点流进行输入/输出时程序直接连接到实际的数据源，和实际的输出/输入节点连接。
处理流则用于对一个已存在的流进行连接和封装，通过封装后的流来实现数据的读/写功能。处理流也被称为高级流。处理流也就是对流进行了再包装，从而达到优化系统性能的目的。

缓冲流：
缓冲流（buffering）是处理流的一种，它是要“套接”在相应的节点流之上，对读写的数据提供了缓冲的功能， 提高了读写的效率，同时增加了一些新的方法。例如：BufferedReader中的readLine方法， BufferedWriter中的newLine方法，对I/O进行缓冲是一种常见的性能优化，缓冲流为I/O流增加了内存缓冲区，增加缓冲区的两个目的：
（1）允许Java的I/O一次不只操作一个字符，这样可提高整个系统的性能；
（2）由于有缓冲区，使得在流上执行skip、mark和reset方法都成为可能。
缓冲区的工作原理：1、使用底层流对象从具体设备上获取数据，并将数据存储到缓冲区的数组内。2、通过缓冲区的read()方法从缓冲区获取具体的数据，这样就提高了效率。

//字符输入缓冲流
BufferedReader(Reader in)//创建一个32字节的缓冲区
BufferedReader(Reader in, int size)//size为自定义缓存区的大小

//字符输出缓冲流
BufferedWriter(Writer out)
BufferedWriter(Writer out, int size)
 
//字节输入缓冲流
BufferedInputStream(InputStream in)
BufferedInputStream(InputStream in, int size)
 
//字节输出缓冲流
BufferedOutputStream(OutputStream in)
BufferedOutputStream(OutputStream in, int size)
    
备注：
  （1）字节缓冲输入流BufferedInputStream除了支持read和skip方法以外，还支持其父类的mark和reset方法; 
  （2）BufferedReader提供了一种新的ReadLine方法用于读取一行字符串（以\r或\n分隔）; 
  （3）BufferedWriter提供了一种新的newLine方法用于写入一个行分隔符; 
  （4）对于输出的缓冲流，BufferedWriter和BufferedOutputStream，写出的数据会先在内存中缓存，使用flush()方法将会使内存的数据立刻全部写出。

六、流的重要特性

1、流是Java 的1个类，但类不是流。
2、数据并不会在流里自动流动，因此需要我们调用流的方法，一次传输一定量的数据。
3、一个流对象只有一个传输方向，也就是说流是单向的, 数据要么从程序到设备(OutputStream), 要么从设备到程序(InputStream)。

七、何为NIO，和传统Io有何区别

我们使用InputStream从输入流中读取数据时，如果没有读取到有效的数据，程序将在此处阻塞该线程的执行。传统的输入流和输出流都是阻塞式的进行输入和输出。 传统的输入流、输出流都是通过字节的移动来处理的（即使我们不直接处理字节流，但底层实现还是依赖于字节处理）。也就是说，面向流的输入和输出一次只能处理一个字节，因此面向流的输入和输出效率通常不高。
    从JDk1.4开始，java提供了一系列改进的输入和输出处理的新功能，这些功能被统称为新IO(NIO)。新增了许多用于处理输入和输出的类，这些类都被放在java.nio包及其子包下，并且对原io的很多类都以NIO为基础进行了改写，新增了满足NIO的功能，所以从效率上来说IO和NIO差不了太多。
   NIO采用了内存映射对象的方式来处理输入和输出，NIO将文件或者文件的一块区域映射到内存中，这样就可以像访问内存一样来访问文件。通过这种方式来进行输入/输出比传统的输入和输出要快的多。

八、在开发中正确使用IO进行开发

如果是操作二进制文件那我们就使用字节流，如果操作的是文本文件那我们就使用字符流。尽可能多的使用处理流，这会使我们的代码更加灵活，复用性更好。

九、参考博文

（1）https://www.cnblogs.com/hopeyes/p/9736642.html
（2）https://www.jianshu.com/p/b6a2b5167f49
（3）https://blog.csdn.net/weixin_42194284/article/details/92832471
（4）https://www.cnblogs.com/zhaoyanjun/p/6292384.html
（5）https://www.cnblogs.com/zhaoyanjun/p/6292399.html（File类详情（有IO系列文章））
（6）https://blog.csdn.net/nightcurtis/article/details/51324105（流的使用等 ）