Java IO 简介

输入和输出（源和目标）

输入和输出术语有时会让人感到困惑。应用程序一部分的输入往往是另一部分的输出。OutputStream 是输出写入流，还是输出输出（供你读取）流？毕竟，InputStream 会将数据输出给读取程序，不是吗？就我个人而言，在我刚开始学习 Java IO 的时候，我觉得这有点令人困惑。

为了消除这种可能的混淆，我尝试给输入和输出起了一些不同的名字，试图从概念上将它们与输入的来源和输出的去向联系起来。

Java 的 IO 包主要涉及从数据源读取原始数据和向目的地写入原始数据。最典型的数据源和目的地有以下几种：

• 文件

• 管道

• 网络连接

• 内存缓冲区（例如数组）

• System.in（标准输入）、System.out（标准输出）、System.error（标准错误输出）

下图说明了程序从数据源读取数据并将其写入某个目的地的原理：

数据流

IO 流是 Java IO 的核心概念。从概念上讲，数据流是无穷无尽的数据流。您可以从数据流中读取数据，也可以向数据流中写入数据。数据流与数据源或数据目标相连。Java IO 中的流可以是基于字节的（读写字节），也可以是基于字符的（读写字符）。

InputStream, OutputStream, Reader 和 Writer

需要从某个源读取数据的程序需要一个 InputStream 或 Reader。需要向某个目的地写入数据的程序需要一个 OutputStream 或 Writer。如下图：

上图中，一个输入流（InputStream）或读取器（Reader）与数据源相连。一个输出流（OutputStream）或写入器（Writer）与数据目的地相连。

什么是 Java IO？

Java IO（Input/Output）即 Java 的输入输出系统，是 Java 编程中用于处理数据传输的重要部分，它提供了一系列类和接口，让程序能够与各种数据源（如文件、网络连接、内存缓冲区等）进行数据的读取和写入操作。实际开发中，大多数应用程序都需要处理一些输入，并根据这些输入产生一些输出。例如，从文件或通过网络读取数据，然后写入文件或通过网络写回响应。

示例：读取一个文件到内容，并将内容在控制台打印。

package com.hxstrive.java_io;

import java.io.FileInputStream;

/**
 * 读取文件示例
 * @author hxstrive.com
 */
public class HelloWorld {

    public static void main(String[] args) {
        // 读取文件内容
        try(FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("D:\\input.txt")) {
            byte[] bytes = new byte[fileInputStream.available()];
            int len = fileInputStream.read(bytes);
            System.out.println(len); // 13
            System.out.println(new String(bytes)); // Hello Java IO
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

运行结果：

13
Hello Java IO

实际上，java.io 包并不涉及所有类型的输入和输出。例如，来自图形用户界面或网页的输入和输出就不在 Java IO 包的覆盖范围内。这些类型的输入都包含在其他地方，例如 Swing 项目中的 JFC 类，或 Java 企业版中的 Servlet 和 HTTP 包。

Java IO 包主要侧重于文件、网络流、内部内存缓冲区等的输入和输出。但是，Java IO 包不包含打开网络通信所需的网络套接字的类。为此，您需要使用 Java 网络 API。一旦打开了套接字（网络连接），您就可以通过 Java IO 的 InputStream 和 OutputStream 类读写数据。

Java IO 的 JavaDoc 文档

JavaDoc 是 Java 自带的一种工具，它能够从 Java 源代码文件里提取特定格式的注释信息，然后自动生成 HTML 格式的 API 文档。这些文档详细描述了类、接口、方法、字段等的用途、使用方式和注意事项，对于代码的理解、维护以及开发者之间的协作都有很大帮助。

为了更好到学习 Java IO，我们需要时刻参考 API 文档，地址：

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/overview-summary.html 

注意：Java IO 的 API 位于 java.io 包，如果您查看 java.io 包的 javadoc 文档，你会发现 java.io 包中存在大量的类/接口/枚举， 也就意味着你有大量的选择，这可能会让您感到相当困惑，不知道如何开始。

JavaDoc 文档如下图：

上图中，所有这些类的目的是什么？应该选择哪个类来完成特定任务？教程将在后续章节详细介绍。

Java IO 目的和特点

Java IO 包含 InputStream、OutputStream、Reader 和 Writer 接口的许多子类，这些子类都是为了实现各种不同的目的。这就是为什么有这么多不同的类，下面总结了这些目的：

• 文件访问

• 网络访问

• 内部内存缓冲区访问

• 线程间通信（管道）

• 缓冲

• 过滤

• 解析

• 读写文本（读取器/写入器）

• 读写原始数据（long、int 等）

• 读写对象

注意：在阅读 Java IO 类时，了解这些目的很有帮助，它使我们更容易理解这些类的目标。

Java IO 类概述表

在讨论了来源、目的地、输入、输出以及 Java IO 类所针对的各种 IO 目的之后，下面的表格列出了大多数（如果不是全部）Java IO 类，它们按输入、输出、基于字节还是基于字符，以及它们可能针对的更具体的目的（如缓冲、解析等）进行了划分。

Java NIO

Java NIO（New Input/Output）是从 Java 1.4 版本开始引入的一套新的 I/O API，它为 Java 开发者提供了与标准 Java I/O 不同的处理方式，旨在提高 I/O 操作的效率，特别是在处理高并发网络应用和大量数据传输时表现出色。下面将从核心组件、工作原理、与传统 IO 的对比、示例代码等方面详细介绍 Java NIO。

注意，本教程将不会介绍涉及 Java NIO 到知识，将额外提供教程介绍。