转载自：http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7418161

1.什么是IO

Java中I/O操作主要是指使用Java进行输入，输出操作. Java所有的I/O机制都是基于数据流进行输入输出，这些数据流表示了字符或者字节数据的流动序列。Java的I/O流提供了读写数据的标准方法。任何Java中表示数据源的对象都会提供以数据流的方式读写它的数据的方法。

Java.io是大多数面向数据流的输入/输出类的主要软件包。此外，Java也对块传输提供支持，在核心库 java.nio中采用的便是块IO。

　　流IO的好处是简单易用，缺点是效率较低。块IO效率很高，但编程比较复杂。       Java IO模型  :       Java的IO模型设计非常优秀，它使用Decorator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。

数 据流是一串连续不断的数据的集合，就象水管里的水流，在水管的一端一点一点地供水，而在水管的另一端看到的是一股连续不断的水流。数据写入程序可以是一 段、一段地向数据流管道中写入数据，这些数据段会按先后顺序形成一个长的数据流。对数据读取程序来说，看不到数据流在写入时的分段情况，每次可以读取其中 的任意长度的数据，但只能先读取前面的数据后，再读取后面的数据。不管写入时是将数据分多次写入，还是作为一个整体一次写入，读取时的效果都是完全一样 的。

“流是磁盘或其它外围设备中存储的数据的源点或终点。”

在电脑上的数据有三种存储方式，一种是外存，一种是内存，一种是缓存。比如电脑上的硬盘，磁盘，U盘等都是外存，在电脑上有内存条，缓存是在CPU里面 的。外存的存储量最大，其次是内存，最后是缓存，但是外存的数据的读取最慢，其次是内存，缓存最快。这里总结从外存读取数据到内存以及将数据从内存写到外 存中。对于内存和外存的理解，我们可以简单的理解为容器，即外存是一个容器，内存又是另外一个容器。那又怎样把放在外存这个容器内的数据读取到内存这个容 器以及怎么把内存这个容器里的数据存到外存中呢？

在Java类库中，IO部分的内容是很庞大的，因为它涉及的领域很广泛:

标准输入输出，文件的操作，网络上的数据流，字符串流，对象流，zip文件流等等，java中将输入输出抽象称为流，就好像水管，将两个容器连接起来。将数据冲外存中读取到内存中的称为输入流，将数据从内存写入外存中的称为输出流。

流是一个很形象的概念，当程序需要读取数据的时候，就会开启一个通向数据源的流，这个数据源可以是文件，内存，或是网络连接。类似的，当程序需要写入数据的时候，就会开启一个通向目的地的流。

1) 数据流：

一组有序，有起点和终点的字节的数据序列。包括输入流和输出流。

2) 输入流（Input  Stream）：

程序从输入流读取数据源。数据源包括外界(键盘、文件、网络…)，即是将数据源读入到程序的通信通道

3) 输出流：

采用数据流的目的就是使得输出输入独立于设备。

Input Stream不关心数据源来自何种设备（键盘，文件，网络） Output Stream不关心数据的目的是何种设备（键盘，文件，网络）

4 数据流分类：

    Java程序可通过命令行参数与外界进行简短的信息交换，同时，也规定了与标准输入、输出设备，如键盘、显示器进行信息交换的方式。而通过文件可以与外界进行任意数据形式的信息交换。

1. 命令行参数

public class TestArgs {public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < args.length; i++) {System.out.println("args[" + i + "] is <" + args[i] + ">");}}
}

运行命令：java Java C VB

运行结果：

args[0] is <Java>

args[1] is <C>

args[2] is <VB>

2. 标准输入，输出数据流

java系统自带的标准数据流：java.lang.System:

java.lang.System
public final class System  extends Object{ static  PrintStream  err;//标准错误流（输出）static  InputStream  in;//标准输入(键盘输入流)static  PrintStream  out;//标准输出流(显示器输出流)
}

注意： （1）System类不能创建对象，只能直接使用它的三个静态成员。 （2）每当main方法被执行时,就自动生成上述三个对象。

1) 标准输出流 System.out

  System.out向标准输出设备输出数据，其数据类型为PrintStream。方法：

2)标准输入流 System.in

    System.in读取标准输入设备数据（从标准输入获取数据，一般是键盘），其数 据类型为InputStream。方法：

import java.io.*;
public class StandardInputOutput {public static void main(String args[]) {int b;try {System.out.println("please Input:");while ((b = System.in.read()) != -1) {System.out.print((char) b);}} catch (IOException e) {System.out.println(e.toString());}}
}

3)标准错误流

  System.err输出标准错误，其数据类型为PrintStream。可查阅API获得详细说明。

标准输出通过System.out调用println方法输出参数并换行，而print方法输出参数但不换行。println或print方法都通 过重载实现了输出基本数据类型的多个方法，包括输出参数类型为boolean、char、int、long、float和double。同时，也重载实现 了输出参数类型为char[]、String和Object的方法。其中，print（Object）和println（Object）方法在运行时将调 用参数Object的toString方法。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;public class StandardInputOutput {public static void main(String args[]) {String s;// 创建缓冲区阅读器从键盘逐行读入数据InputStreamReader ir = new InputStreamReader(System.in);BufferedReader in = new BufferedReader(ir);System.out.println("Unix系统: ctrl-d 或 ctrl-c 退出"+ "\nWindows系统: ctrl-z 退出");try {// 读一行数据，并标准输出至显示器s = in.readLine();// readLine()方法运行时若发生I/O错误，将抛出IOException异常while (s != null) {System.out.println("Read: " + s);s = in.readLine();}// 关闭缓冲阅读器in.close();} catch (IOException e) { // Catch any IO exceptions.e.printStackTrace();}}
}

在整个Java.io包中最重要的就是5个类和一个接口。5个类指的是File、OutputStream、InputStream、Writer、Reader；一个接口指的是Serializable.掌握了这些IO的核心操作那么对于Java中的IO体系也就有了一个初步的认识了

Java I/O主要包括如下几个层次，包含三个部分：

1.流式部分――IO的主体部分；

2.非流式部分――主要包含一些辅助流式部分的类，如：File类、RandomAccessFile类和FileDescriptor等类；

3.其他类--文件读取部分的与安全相关的类，如：SerializablePermission类，以及与本地操作系统相关的文件系统的类，如：FileSystem类和Win32FileSystem类和WinNTFileSystem类。

主要的类如下：

1. File（文件特征与管理）：用于文件或者目录的描述信息，例如生成新目录，修改文件名，删除文件，判断文件所在路径等。

2. InputStream（二进制格式操作）：抽象类，基于字节的输入操作，是所有输入流的父类。定义了所有输入流都具有的共同特征。

3. OutputStream（二进制格式操作）：抽象类。基于字节的输出操作。是所有输出流的父类。定义了所有输出流都具有的共同特征。

     Java中字符是采用Unicode标准，一个字符是16位，即一个字符使用两个字节来表示。为此，JAVA中引入了处理字符的流。

4. Reader（文件格式操作）：抽象类，基于字符的输入操作。

5. Writer（文件格式操作）：抽象类，基于字符的输出操作。

6. RandomAccessFile（随机文件操作）：它的功能丰富，可以从文件的任意位置进行存取（输入输出）操作。

Java中IO流的体系结构如图：

public    class   File   extends Object implements Serializable,Comparable
{}

import java.io.File;
import java.io.IOException;
public class TestFile {public static void main(String args[]) throws IOException {File dir = new File("\\root");File f1 = new File(dir, "fileOne.txt");File f2 = new File(dir, "fileTwo.java");// 文件对象创建后，指定的文件或目录不一定物理上存在if (!dir.exists())dir.mkdir();if (!f1.exists())f1.createNewFile();if (!f2.exists())f2.createNewFile();System.out.println("f1's AbsolutePath=  " + f1.getAbsolutePath());System.out.println("f1 Canread=" + f1.canRead());System.out.println("f1's len= " + f1.length());String[] FL;int count = 0;FL = dir.list();for (int i = 0; i < FL.length; i++) {count++;System.out.println(FL[i] + "is in \\root");}System.out.println("there are" + count + "file in //root");}}

1. io流的四个基本类

java.io包中包含了流式I/O所需要的所有类。在java.io包中有四个基本类：InputStream、OutputStream及Reader、Writer类，它们分别处理字节流和字符流：

基本数据流的I/O

    Java中其他多种多样变化的流均是由它们派生出来的:

JDK1.4版本开始引入了新I/O类库，它位于java.nio包中，新I/O类库利用通道和缓冲区等来提高I/O操作的效率。

在java.io包中， java.io.InputStream 表示字节输入流， java.io.OutputStream表示字节输出流，处于java.io包最顶层。这两个类均为抽象类，也就是说它们不能被实例化，必须生成子类之后才能实现一定的功能。

1. io流的具体分类

一、按I/O类型来总体分类：

1. Memory 1）从/向内存数组读写数据: CharArrayReader、 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream                    2）从/向内存字符串读写数据 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream     2.Pipe管道  实现管道的输入和输出（进程间通信）: PipedReader、PipedWriter、PipedInputStream、PipedOutputStream      3.File 文件流。对文件进行读、写操作 ：FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream      4. ObjectSerialization 对象输入、输出 ：ObjectInputStream、ObjectOutputStream     5.DataConversion数据流 按基本数据类型读、写（处理的数据是Java的基本类型（如布尔型，字节，整数和浮点数））：DataInputStream、DataOutputStream     6.Printing 包含方便的打印方法 ：PrintWriter、PrintStream     7.Buffering缓冲 在读入或写出时，对数据进行缓存，以减少I/O的次数：BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream      8.Filtering 滤流，在数据进行读或写时进行过滤：FilterReader、FilterWriter、FilterInputStream、FilterOutputStream过      9.Concatenation合并输入 把多个输入流连接成一个输入流 ：SequenceInputStream     10.Counting计数  在读入数据时对行记数 ：LineNumberReader、LineNumberInputStream     11.Peeking Ahead 通过缓存机制，进行预读 ：PushbackReader、PushbackInputStream     12.Converting between Bytes and Characters 按照一定的编码/解码标准将字节流转换为字符流，或进行反向转换（Stream到Reader,Writer的转换类）：InputStreamReader、OutputStreamWriter

二、按数据来源（去向）分类：
1、File（文件）： FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter
2、byte[]：ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream
3、Char[]: CharArrayReader, CharArrayWriter
4、String: StringBufferInputStream, StringReader, StringWriter
5、网络数据流：InputStream, OutputStream, Reader, Writer

1. InputStream抽象类

InputStream 为字节输入流，它本身为一个抽象类，必须依靠其子类实现各种功能，此抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。 继承自InputStream  的流都是向程序中输入数据的，且数据单位为字节（8bit）；

InputStream是输入字节数据用的类，所以InputStream类提供了3种重载的read方法.Inputstream类中的常用方法：
　　（1） public abstract int read( )：读取一个byte的数据，返回值是高位补0的int类型值。若返回值=-1说明没有读取到任何字节读取工作结束。
　　（2） public int read(byte b[ ])：读取b.length个字节的数据放到b数组中。返回值是读取的字节数。该方法实际上是调用下一个方法实现的
　　（3） public int read(byte b[ ], int off, int len)：从输入流中最多读取len个字节的数据，存放到偏移量为off的b数组中。
　　（4） public int available( )：返回输入流中可以读取的字节数。注意：若输入阻塞，当前线程将被挂起，如果InputStream对象调用这个方法的话，它只会返回0，这个方法必须由继承InputStream类的子类对象调用才有用，
　　（5） public long skip(long n)：忽略输入流中的n个字节，返回值是实际忽略的字节数, 跳过一些字节来读取
　　（6） public int close( ) ：我们在使用完后，必须对我们打开的流进行关闭.

主要的子类：

1） FileInputStream把一个文件作为InputStream，实现对文件的读取操作    
　　 2） ByteArrayInputStream：把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
　　 3） StringBufferInputStream：把一个String对象作为InputStream
　　 4） PipedInputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
　　 5） SequenceInputStream：把多个InputStream合并为一个InputStream

2．OutputStream抽象类

　　OutputStream提供了3个write方法来做数据的输出，这个是和InputStream是相对应的。
　　1. public void write(byte b[ ])：将参数b中的字节写到输出流。
　　2. public void write(byte b[ ], int off, int len) ：将参数b的从偏移量off开始的len个字节写到输出流。
　　3. public abstract void write(int b) ：先将int转换为byte类型，把低字节写入到输出流中。
　　4. public void flush( ) : 将数据缓冲区中数据全部输出，并清空缓冲区。
　　5. public void close( ) : 关闭输出流并释放与流相关的系统资源。

主要的子类：

1) ByteArrayOutputStream：把信息存入内存中的一个缓冲区中       2) FileOutputStream：把信息存入文件中       3) PipedOutputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用       4) SequenceOutputStream：把多个OutStream合并为一个OutStream

流结束的判断：方法read()的返回值为-1时；readLine()的返回值为null时。

3. 文件输入流： FileInputStream类

FileInputStream可以使用read()方法一次读入一个字节，并以int类型返回，或者是使用read()方法时读入至一个byte数 组，byte数组的元素有多少个，就读入多少个字节。在将整个文件读取完成或写入完毕的过程中，这么一个byte数组通常被当作缓冲区，因为这么一个 byte数组通常扮演承接数据的中间角色。

作 用：以文件作为数据输入源的数据流。或者说是打开文件，从文件读数据到内存的类。 使用方法(1)       File fin=new File("d:/abc.txt");   FileInputStream in=new FileInputStream( fin);

使用方法(2)   FileInputStream  in=new  FileInputStream(“d: /abc.txt”);

程序举例： 将InputFromFile.java的程序的内容显示在显示器上

import java.io.IOException;
import java.io.FileInputStream;
;
public class TestFile {public static void main(String args[]) throws IOException {try{  FileInputStream rf=new   FileInputStream("InputFromFile.java");int n=512;   byte  buffer[]=new  byte[n];   while((rf.read(buffer,0,n)!=-1)&&(n>0)){System.out.println(new String(buffer) );}System.out.println();rf.close();} catch(IOException  IOe){     System.out.println(IOe.toString());}}}

4.文件输出流:FileOutputStream类

　 作用：用来处理以文件作为数据输出目的数据流；或者说是从内存区读数据入文件

FileOutputStream类用来处理以文件作为数据输出目的数据流；一个表示文件名的字符串，也可以是File或FileDescriptor对象。
　　创建一个文件流对象有两种方法：
　　方式1：
　　 File   f=new  File (“d:/myjava/write.txt ");
        FileOutputStream  out= new FileOutputStream (f);
　　方式2：
　　FileOutputStream out=new FileOutputStream(“d:/myjava/write.txt ");
　　方式3：构造函数将 FileDescriptor()对象作为其参数。
　　FileDescriptor() fd=new FileDescriptor();
　　FileOutputStream f2=new FileOutputStream(fd);
　　方式4：构造函数将文件名作为其第一参数，将布尔值作为第二参数。
　　FileOutputStream f=new FileOutputStream("d:/abc.txt",true);
　　注意： （1）文件中写数据时，若文件已经存在，则覆盖存在的文件；（2）的读/写操作结束时，应调用close方法关闭流。

import java.io.IOException;
import java.io.FileOutputStream;
public class TestFile {public static void main(String args[]) throws IOException {try {System.out.println("please Input from      Keyboard");int count, n = 512;byte buffer[] = new byte[n];count = System.in.read(buffer);FileOutputStream wf = new FileOutputStream("d:/myjava/write.txt");wf.write(buffer, 0, count);wf.close(); // 当流写操作结束时，调用close方法关闭流。System.out.println("Save to the write.txt");} catch (IOException IOe) {System.out.println("File Write Error!");}}}

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileInputStream;public class TestFile {public static void main(String args[]) throws IOException {try {File inFile = new File("copy.java");File outFile = new File("copy2.java");FileInputStream finS = new FileInputStream(inFile);FileOutputStream foutS = new FileOutputStream(outFile);int c;while ((c = finS.read()) != -1) {foutS.write(c);}finS.close();foutS.close();} catch (IOException e) {System.err.println("FileStreamsTest: " + e);}}}

import java.io.*;public class ReadWriteToFile {public static void main(String args[]) throws IOException {InputStreamReader sin = new InputStreamReader(System.in);BufferedReader bin = new BufferedReader(sin);FileWriter out = new FileWriter("myfile.txt");BufferedWriter bout = new BufferedWriter(out);String s;while ((s = bin.readLine()).length() > 0) {bout.write(s, 0, s.length());}}
}

程序说明： 从键盘读入字符，并写入到文件中BufferedReader类的方法：String readLine() 作用：读一行字符串，以回车符为结束。 BufferedWriter类的方法：bout.write(String s,offset,len) 作用：从缓冲区将字符串s从offset开始，len长度的字符串写到某处。

Java中字符是采用Unicode标准，一个字符是16位，即一个字符使用两个字节来表示。为此，JAVA中引入了处理字符的流。

1. Reader抽象类

用于读取字符流的抽象类。子类必须实现的方法只有 read(char[], int, int) 和 close()。但是，多数子类将重写此处定义的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。

1) FileReader :与 FileInputStream对应             主要用来读取字符文件，使用缺省的字符编码，有三种构造函数： 　　    (1）将文件名作为字符串 ：FileReader f=new FileReader(“c:/temp.txt”); 　　    (2）构造函数将File对象作为其参数。 　　            File f=new file(“c:/temp.txt”); 　　            FileReader f1=new FileReader(f); 　　   (3)  构造函数将FileDescriptor对象作为参数 　　         FileDescriptor() fd=new FileDescriptor() 　　          FileReader f2=new FileReader(fd);                (1) 用指定字符数组作为参数：CharArrayReader(char[])                (2) 将字符数组作为输入流:CharArrayReader(char[], int, int) 　         读取字符串，构造函数如下： public StringReader(String s);         2) CharArrayReader：与ByteArrayInputStream对应  　　3) StringReader : 与StringBufferInputStream对应 　　4) InputStreamReader 　　     从输入流读取字节，在将它们转换成字符:Public inputstreamReader(inputstream is); 　　5) FilterReader: 允许过滤字符流 　　      protected filterReader(Reader r); 　　6) BufferReader :接受Reader对象作为参数，并对其添加字符缓冲器，使用readline()方法可以读取一行。 　　   Public BufferReader(Reader r);

主要方法：

(1) public int read() throws IOException; //读取一个字符，返回值为读取的字符

　　(2) public int read(char cbuf[]) throws IOException; /*读取一系列字符到数组cbuf[]中，返回值为实际读取的字符的数量*/ 　　(3) public abstract int read(char cbuf[],int off,int len) throws IOException; 　　/*读取len个字符，从数组cbuf[]的下标off处开始存放，返回值为实际读取的字符数量，该方法必须由子类实现*/

2. Writer抽象类

写入字符流的抽象类。子类必须实现的方法仅有 write(char[], int, int)、flush() 和 close()。但是，多数子类将重写此处定义的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。 其子类如下：

1） FileWrite: 与FileOutputStream对应 　　将字符类型数据写入文件，使用缺省字符编码和缓冲器大小。 　　Public FileWrite(file f); 　　2)  chararrayWrite:与ByteArrayOutputStream对应 ,将字符缓冲器用作输出。 　　    Public CharArrayWrite(); 　　3) PrintWrite:生成格式化输出 　　    public PrintWriter(outputstream os); 　　4) filterWriter:用于写入过滤字符流 　　   protected FilterWriter(Writer w); 　　5) PipedWriter：与PipedOutputStream对应

6) StringWriter：无与之对应的以字节为导向的stream

主要方法：

　　(1) public void write(int c) throws IOException； //将整型值c的低16位写入输出流
　　(2) public void write(char cbuf[]) throws IOException； //将字符数组cbuf[]写入输出流
　　(3) public abstract void write(char cbuf[],int off,int len) throws IOException； //将字符数组cbuf[]中的从索引为off的位置处开始的len个字符写入输出流
　　(4) public void write(String str) throws IOException； //将字符串str中的字符写入输出流
　　(5) public void write(String str,int off,int len) throws IOException； //将字符串str 中从索引off开始处的len个字符写入输出流
　　(6) flush( ) //刷空输出流，并输出所有被缓存的字节。
　　(7)close()   关闭流 public abstract void close() throws IOException

3 .InputStream与Reader差别 OutputStream与Writer差别

InputStream和OutputStream类处理的是字节流，数据流中的最小单位是字节(8个bit) Reader与Writer处理的是字符流，在处理字符流时涉及了字符编码的转换问题

import java.io.*;
public class EncodeTest {private static void readBuff(byte [] buff) throws IOException {ByteArrayInputStream in =new ByteArrayInputStream(buff);int data;while((data=in.read())!=-1)   System.out.print(data+"  ");System.out.println();     in.close();     }public static void main(String args[]) throws IOException {System.out.println("内存中采用unicode字符编码：" );char   c='好';int lowBit=c&0xFF;     int highBit=(c&0xFF00)>>8;System.out.println(""+lowBit+"   "+highBit);String s="好";System.out.println("本地操作系统默认字符编码：");readBuff(s.getBytes());System.out.println("采用GBK字符编码：");readBuff(s.getBytes("GBK"));System.out.println("采用UTF-8字符编码：");      readBuff(s.getBytes("UTF-8"));      }
}

Reader类能够将输入流中采用其他编码类型的字符转换为Unicode字符，然后在内存中为其分配内存 Writer类能够将内存中的Unicode字符转换为其他编码类型的字符，再写到输出流中。

1.public class  EOFException ：   非正常到达文件尾或输入流尾时，抛出这种类型的异常。 2.public class FileNotFoundException：   当文件找不到时，抛出的异常。 3.public class InterruptedIOException：   当I/O操作被中断时，抛出这种类型的异常。

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