《On Java进阶卷》阅读笔记（五）

第7章 IO系统

I/O流：

IO有很多不同的来源和去处，如文件、控制台网络连接等，而且还涉及需求以很多种方式，如顺序读取、随机访问、缓冲、字符、按行读取、按字读取等。

Java8的函数式流相关的类和IO流之间并无关联。

IO流隐藏了实际的IO设备中数据情况的下列细节：

1. 字节流用于处理原始的二进制数据。
2. 字符流用于处理字符数据。它会自动处理和本地字符集间的相互转换。
3. 缓冲区流提升了性能。它通过减少调用本地API的次数，优化了输入和输出。

输入里read()方法，用于从字节数组中读取单个字节或字节数组。

输出里write()方法，用于写入单个字节或字节数组。

各种InputStream类型：

1. 字节数组
2. 字符串对象
3. 文件
4. 管道
5. 其他流组成的序列，这样可以将这些流合并成单个流。
6. 其他源，例如外部网络连接。

类

功能

使用方法

ByteArrayInputStream

使内存中的缓冲区可以充当InputStream

作为一种数据源：通过将其连接到FilterInputStream对象来提供有用的接口

StringBufferInputStream

将字符串转换为InputStream

作为一种数据源：通过将其连接到FilterInputStream对象来提供有用的接口

FileInputStream

用于从一个文件中读取信息

作为一种数据源：通过将其连接到FilterInputStream对象来提供有用的接口

PipedInputStream

用于生成写入到对应的PipedOutputStream中的数据。它实现了管道传输的概念

作为一种多线程形式数据源：通过将其连接到FilterInputStream对象来提供有用的接口

SequenceInputStream

将两个以上的InputStream转换为单个InputStream

作为一种数据源：通过将其连接到FilterInputStream对象来提供有用的接口

FilterInputStream

作为装饰器接口的抽象类，装饰器用来为其他InputStream类提供有用的功能。

各种OutputStream类型：

类

功能

使用方法

ByteArrayOutputStream

在内存创建一块缓冲区，所有发送到流中的数据都被放在该缓冲区

用于指定数据的目的地：通过将其连接到FilterOutputStream对象来提供有用的接口

FileOutputStream

用于向文件发送信息

用于指定数据的目的地：通过将其连接到FilterOutputStram对象来提供有用的接口

PipedOutputStream

向其中写入的任何信息都将自动作为对应的PipedInputStream的输入。实现了管道传输的概念。

用于为多线程制定数据的目的地：通过将其连接到FilterOutputStream对象来提供有用的接口

FilterOutputStream

作为装饰器接口的抽象类，装饰器用来为其他OutputStream类提供有用的功能

各种FilterInputStream类型：

类

功能

使用方法

DataInputStream

与DataOutputStream配合使用，以可移植的方式从流中读取基本类型，int、char、long等

包含用于读取基本类型的全部接口

BufferedInputStream

用于防止在每次需要更多数据时都进行物理上的读取。相等于声明使用缓冲区

这本质上并为提供接口，只是为进程增加缓冲操作而已，需要与接口对象搭配使用

LineNumberInputStream

记录输入流中的行号，可以调用getLineNumber（）和setLineNumber（int）

只是增加了行号而已，因此可能需要与借口对象搭配使用

PushbackInputStream

包含一个单字节回退缓冲区，用于将最后读取的字符推回输入流

通常用于编译器的扫描器，一般不会用到

各种FilterOutputStream类型：

类

功能

使用方法

DataOutputStream

与DataInputStream搭配使用没这样就能以可移植的方式向流中写入基本类型

包含用于写入基本类型数据的全部接口

PrintStream

用于生成格式化的输出。DataOutputStream负责处理数据的存储，而PrintStream则负责处理数据的显示

应该作为OutputStream对象的最终包装，可能会经常用到

BufferedOutputStream

用来防止在每次发送数据的时候都发生物理写操作，相当于声明使用缓冲，可以调用flush方法来清空缓冲区

本质上并未提供借口，只是为进程增加缓冲操作而已，需要与借口对象搭配使用

独立的RandomAccessFile：

RandomAccesssFile适合用来处理由大小已知的记录组成的文件，由此可以通过seek方法在各条记录上来回移动，然后读取或者修改记录。文件中各条记录的大小不必相同，只需确定它们的大小以及在文件中的位置即可。

它是一个从零实现的、完全独立的类、有着完全属于自己、大部分是原生的方法，其行为和其他IO类型有本质上的区别。

IO流用法：

• 缓冲输入文件，BufferdReader
• 从内存输入，StringReader
• 格式化的内存输入
• 基本的文件输出
• 存储和恢复数据
• 读写随机访问文件

标准IO：

程序的所有输入都可以来自标准输入，所有输出都可以发送到标准输出，所有错误都可以发送到标准错误。

一个程序的标准输出可以称为另一个程序的标准输入。

新IO系统：

新IO库的目标只有一个：速度。

速度的提升来自于其所使用的更接近于操作系统的IO实现方式的结构：通道和缓冲区。

通道其实很简单：向其传入一个用于读写的Bytebuffer，然后锁住问区域以保证独占式访问。

FileChannel类，在旧IO系统中的类通过getChannel方法得到。

public class IOTest {public static void main(String[] args) {ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);try {FileInputStream inputStream = new FileInputStream("");FileChannel channel =  inputStream.getChannel();channel.read(byteBuffer);channel.write(byteBuffer);channel.lock();channel.tryLock();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

一旦调用了通道的read方法，就必须在缓冲区上调用flip方法，使缓冲区做好提取字节的准备。并且如果要用缓冲区来做进一步的read操作，就同样需要调用clear方法来让缓冲区为后续的每次read做好准备。

缓冲区中保存着简单的字节，为了将这些字节转换为字符，要么将字节放入的时候进行编码，要么在将他们从缓冲区中读取出来的时候进行解码。

ByteBuffer是由一个8字节的数组包装而成的，随后通过各种不同基本类型的师徒缓冲区将该数组显示出来。

字节序：不同的机器可以使用不同的字节排序方式保存数据。高位优先的方式将最高位的字节放在最低的内存地址，即内存起始地址。低位优先方式将最高位的字节放在最高的内存地址，即内存末尾地址。

内存映射文件：可以创建和修改那些因为太大而无法加载到内存中的文件。

通过在FileChannel上调用tryLock或lock，便可以获得整个文件上的FileLock。