一、什么是IO流
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。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。
按数据来源（去向）分类：
- 文件：FileInputStream、FileOutputStream、FileReader、FileWriter
- 数组：字节数组（byte[]）：ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
- 字符数组（char[]）：CharArrayReader、CharArrayWriter
- 管道操作：PipedInputStream、PipedOutputStream、PipedReader、PipedWriter
- 基本数据类型：DataInputStream、DataOutputStream
- 缓冲操作：BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter
- 对象序列化反序列化：ObjectInputStream、ObjectOutputStream
- 打印：PrintStream、PrintWriter
- 转换：InputStreamReader、OutputStreWriter
根据处理数据类型不同分类
- 字节流：数据流中最小的数据单元是字节。
- 字符流：数据流中最小的数据单元是字符， Java中的字符是Unicode编码，一个字符占用两个字节。
字节流读取单个字节，字符流读取单个字符，字节流用来处理二进制文件如：图片、MP3、视频文件等等，字符流用来处理文本文件，可以看做是特殊的二进制文件，使用了某种编码，人可以阅读。
根据数据流向不同分类
- 输入流： 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
- 输出流：程序向输出流写入数据。将程序中的数据输出到外界（显示器、打印机、文件、网络…）的通信通道。
二、源码分析
IO 类虽然很多，但最基本的是 4 个抽象类：InputStream、OutputStream、Reader、Writer。最基本的方法也就是一个读 read() 方法、一个写 write() 方法。方法具体的实现还是要看继承这 4 个抽象类的子类，毕竟我们平时使用的也是子类对象。
字节输入流：InputStream
public abstract class InputStream implements Closeable {//读取一个字节数据，并返回读到的数据，如果返回-1，表示读到了输入流的末尾。
public abstract int read() throws IOException;
//将数据读入一个字节数组，同时返回实际读取的字节数。如果返回-1，表示读到了输入流的末尾。
public int read(byte b[]) throws IOException {return read(b, 0, b.length);
}
//将数据读入一个字节数组，同时返回实际读取的字节数。如果返回-1，表示读到了输入流的末尾。
//off指定在数组b中存放数据的起始偏移位置；len指定读取的最大字节数。
public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException { if (b == null) {throw new NullPointerException();
} else if (off < 0 || len < 0 || len > b.length - off) {throw new IndexOutOfBoundsException();
} else if (len == 0) {return 0;
}
int c = read();
if (c == -1) { return -1;
}
b[off] = (byte)c;
int i = 1;
try { for (; i < len ; i++) {c = read();
if (c == -1) {break;
}
b[off + i] = (byte)c;
}
} catch (IOException ee) {}
return i;
}
//在输入流中跳过n个字节，并返回实际跳过的字节数。
public long skip(long n) throws IOException {long remaining = n;
int nr;
if (n <= 0) {return 0;
}
int size = (int)Math.min(MAX_SKIP_BUFFER_SIZE, remaining);
byte[] skipBuffer = new byte[size];
while (remaining > 0) {nr = read(skipBuffer, 0, (int)Math.min(size, remaining));
if (nr < 0) {break;
}
remaining -= nr;
}
return n - remaining;
}
//返回在不发生阻塞的情况下，可读取的字节数。
public int available() throws IOException {return 0;
}
//关闭输入流，释放和这个流相关的系统资源。
public void close() throws IOException {}//标记读取位置，下次还可以从这里开始读取，使用前要看当前流是否支持，
//可以使用 markSupport() 方法判断
public synchronized void mark(int readlimit) {}//返回到上一个标记。
public synchronized void reset() throws IOException { throw new IOException("mark/reset not supported");}
//测试当前流是否支持mark和reset方法。如果支持，返回true，否则返回false。
public boolean markSupported() {return false;
}
}
字节输出流：OutputStream
public abstract class OutputStream implements Closeable, Flushable {//往输出流中写入一个字节。
public abstract void write(int b) throws IOException;
//往输出流中写入数组b中的所有字节。
public void write(byte b[]) throws IOException {write(b, 0, b.length);
}
//往输出流中写入数组b中从偏移量off开始的len个字节的数据。
public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException { if (b == null) {throw new NullPointerException();
} else if ((off < 0) || (off > b.length) || (len < 0) ||
((off + len) > b.length) || ((off + len) < 0)) {throw new IndexOutOfBoundsException();
} else if (len == 0) {return;
}
for (int i = 0 ; i < len ; i++) {write(b[off + i]);
}
}
//强制刷新，将缓冲中的数据写入
public void flush() throws IOException {}
//关闭输出流，释放和这个流相关的系统资源。
public void close() throws IOException {}
}
```
**字符输入流Reader**
```java
public abstract class Reader implements Readable, Closeable {//读取字符到字符缓存中
public int read(java.nio.CharBuffer target) throws IOException {int len = target.remaining();
char[] cbuf = new char[len];
int n = read(cbuf, 0, len);
if (n > 0)
target.put(cbuf, 0, n);
return n;
}
//读取一个字符，返回值为读取的字符
public int read() throws IOException {char cb[] = new char[1];
if (read(cb, 0, 1) == -1)
return -1;
else
return cb[0];
}
//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
public int read(char cbuf[]) throws IOException {return read(cbuf, 0, cbuf.length);
}
//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
abstract public int read(char cbuf[], int off, int len) throws IOException;
//跳过指定长度的字符数量
public long skip(long n) throws IOException {if (n < 0L)
throw new IllegalArgumentException("skip value is negative");int nn = (int) Math.min(n, maxSkipBufferSize);
synchronized (lock) {if ((skipBuffer == null) || (skipBuffer.length < nn))
skipBuffer = new char[nn];
long r = n;
while (r > 0) {int nc = read(skipBuffer, 0, (int)Math.min(r, nn));
if (nc == -1)
break;
r -= nc;
}
return n - r;
}
}
//告诉此流是否已准备好被读取。
public boolean ready() throws IOException {return false;
}
//判断当前流是否支持标记流
public boolean markSupported() {return false;
}
//标记读取位置，下次还可以从这里开始读取，使用前要看当前流是否支持，
//可以使用 markSupport() 方法判断
public void mark(int readAheadLimit) throws IOException { throw new IOException("mark() not supported");}
//返回到上一个标记。
public void reset() throws IOException { throw new IOException("reset() not supported");}
//关闭输入流，释放和这个流相关的系统资源。
abstract public void close() throws IOException;
}
字符输出流Writer
public abstract class Writer implements Appendable, Closeable, Flushable {//将整型值c的低16位写入输出流
public void write(int c) throws IOException { synchronized (lock) { if (writeBuffer == null){writeBuffer = new char[WRITE_BUFFER_SIZE];
}
writeBuffer[0] = (char) c;
write(writeBuffer, 0, 1);
}
}
//将字符数组cbuf[]写入输出流
public void write(char cbuf[]) throws IOException {write(cbuf, 0, cbuf.length);
}
//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
abstract public void write(char cbuf[], int off, int len) throws IOException;
//将字符串str中的字符写入输出流
public void write(String str) throws IOException {write(str, 0, str.length());
}
//将字符串str 中从索引off开始处的len个字符写入输出流
public void write(String str, int off, int len) throws IOException { synchronized (lock) {char cbuf[];
if (len <= WRITE_BUFFER_SIZE) { if (writeBuffer == null) {writeBuffer = new char[WRITE_BUFFER_SIZE];
}
cbuf = writeBuffer;
} else { // Don't permanently allocate very large buffers.cbuf = new char[len];
}
str.getChars(off, (off + len), cbuf, 0);
write(cbuf, 0, len);
}
}
//追加写入一个字符序列
public Writer append(CharSequence csq) throws IOException {if (csq == null)
write("null");else
write(csq.toString());
return this;
}
//追加写入一个字符序列的一部分，从 start 位置开始，end 位置结束
public Writer append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException {CharSequence cs = (csq == null ? "null" : csq);
write(cs.subSequence(start, end).toString());
return this;
}
//追加写入一个 16 位的字符
public Writer append(char c) throws IOException {write(c);
return this;
}
//强制刷新，将缓冲中的数据写入
abstract public void flush() throws IOException;
//关闭输出流，流被关闭后就不能再输出数据了
abstract public void close() throws IOException;
}
三、运用场景
1、字节流与字符流的转换
- InputStreamReader：将一个字节流中的字节解码成字符。
- OutputStreamWriter：将写入的字符编码成字节后写入一个字节流。
字节流和字符流转换看一下例子就行了：
1. 创建一个文本文件：bobo.txt，然后写入内容：波波。
2. 用FileInputStream读出文本内容然后以字节数组的形式缓存在fileInputStream里面。
3. 用InputStreamReader 把fileInputStream缓存的字节数组读取到定义的charArray的字符数组里面，并且输出。
4. 用OutputStreamWriter把字符数组charArray里面的字符写到InputStreamReader的字节数组缓存起来，然后输出。
5. 输出结果如下图所示。
运行输出：
2、字节数组的输入输出
ByteArrayOutputStream ：字节数组输出流在内存中创建一个字节数组缓冲区，所有发送到输出流的数据保存在该字节数组缓冲区中。
ByteArrayInputStream ：字节数组输入流在内存中创建一个字节数组缓冲区，从输入流读取的数据保存在该字节数组缓冲区中。
输出：
[1, 2, 3]
3、对象的输入输出
java.io.ObjectOutputStream是实现序列化的关键类，它可以将一个对象转换成二进制流通过write()方法写入到OutputStream输出流中。然后可以通过ObjectInputStream的read()方法将对应的InputStream二进制流还原成对象。
输出
false
list:[1, 2, 3] list1:[1, 2, 3]
4、控制台的输入输出
- System.out：标准的输出流，out是System类里面的静态变量，其类型是PrintStream，PrintStream继承于FilterOutputStream，也是输出类OutputStream的子类。
- System.in：标准的输入流，in是System类里面的静态变量，其类型是
InputStream。
我们常用的System.out和System.in作为控制台的输出与输入。
单个字符输入
整行字符输入：
运行输出：
请输入一行字符：
bobo
输入的内容为：bobo
5、二进制文件的输入输出
输出：
6、文本文件的输入输出
用FileWriter和FileReader读取文本文件：
输出：
使用字节流和字符流的转换类 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 可以指定文件的编码，使用 Buffer 相关的类来读取文件的每一行。
运行输出：
编码方式为：GBK
波波测试文件的读写
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