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。
IO又分为流IO（java.io）和块IO(java.nio)
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。
这里先讲流IO。
2.流的基本概念
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。将数据从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。
我的理解是：从eclipse输出到文本文件txt中叫输出流，而从文本文件txt输入到eclipse叫作输入流。（所有此时文本文件txt对应是外存，而eclipse对应是内存，可能不太准确但是便于我自己的理解，有问题请指点）。
流的分类：
一、根据流向分为输入流和输出流：
注意输入流和输出流是相对于程序而言的。
输出：把程序(内存)中的内容输出到磁盘、光盘等存储设备中
输入：读取外部数据（磁盘、光盘等存储设备的数据）到程序（内存）中
综合起来：
二、根据传输数据单位分为字节流和字符流
上面的也是 Java IO流中的四大基流。这四大基流都是抽象类，其他流都是继承于这四大基流的。
1) 字节流：数据流中最小的数据单元是字节
2) 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（无论中文还是英文都是两个字节）。
三、根据功能分为节点流和包装流
节点流：可以从或向一个特定的地方(节点)读写数据，直接连接数据源。如最常见的是文件的FileReader，还可以是数组、管道、字符串，关键字分别为ByteArray/CharArray，Piped，String。.
处理流（包装流）：并不直接连接数据源，是对一个已存在的流的连接和封装，是一种典型的装饰器设计模式，使用处理流主要是为了更方便的执行输入输出工作，如PrintStream，输出功能很强大，又如BufferedReader提供缓存机制，推荐输出时都使用处理流包装。
一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接。
注意：一个IO流可以即是输入流又是字节流又或是以其他方式分类的流类型，是不冲突的。比如FileInputStream，它既是输入流又是字节流还是文件节点流。
四、一些特别的的流类型
转换流：转换流只有字节流转换为字符流，因为字符流使用起来更方便，我们只会向更方便使用的方向转化。如：InputStreamReader与OutputStreamWriter。
缓冲流：有关键字Buffered，也是一种处理流，为其包装的流增加了缓存功能，提高了输入输出的效率，增加缓冲功能后需要使用flush()才能将缓冲区中内容写入到实际的物理节点。但是，在现在版本的Java中，只需记得关闭输出流（调用close()方法），就会自动执行输出流的flush()方法，可以保证将缓冲区中内容写入。
对象流：有关键字Object，主要用于将目标对象保存到磁盘中或允许在网络中直接传输对象时使用（对象序列化），具体可参看博客Java序列化与反序列化。
操作 IO 流的模板：
①、创建源或目标对象
输入：把文件中的数据流向到程序中，此时文件是 源，程序是目标
输出：把程序中的数据流向到文件中，此时文件是目标，程序是源
②、创建 IO 流对象
输入：创建输入流对象
输出：创建输出流对象
③、具体的 IO 操作
④、关闭资源
输入：输入流的 close() 方法
输出：输出流的 close() 方法
注意：1、程序中打开的文件 IO 资源不属于内存里的资源，垃圾回收机制无法回收该资源。如果不关闭该资源，那么磁盘的文件将一直被程序引用着，不能删除也不能更改。所以应该手动调用 close() 方法关闭流资源
Java IO 流的整体架构图：
3. 标准I/O
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
2. 标准输入，输出数据流
java系统自带的标准数据流：java.lang.System:
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：
Void print(参数)
Void println(参数)
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：
int read() //返回ASCII码。若,返回值=-1，说明没有读取到任何字节读取工作结束。
int read(byte[] b)//读入多个字节到缓冲区b中返回值是读入的字节数
例如：
等待键盘输入，键盘输入什么，就打印出什么：
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。
4.File类
在Java语言的java.io包中，由File类提供了描述文件和目录的操作与管理方法。但File类不是InputStream、OutputStream或Reader、Writer的子类，因为它不负责数据的输入输出，而专门用来管理磁盘文件与目录。（与之类似还有socket）
File 类：文件和目录路径名的抽象表示。
注意：File 类只能操作文件的属性，文件的内容是不能操作的。
1、File 类的字段
我们知道，各个平台之间的路径分隔符是不一样的。
①、对于UNIX平台，绝对路径名的前缀始终为 。 相对路径名没有前缀。 表示根目录的抽象路径名具有前缀和空名称序列。
②、对于Microsoft Windows平台，包含驱动器说明符的路径名的前缀由后面跟着的驱动器号组成，如果路径名是绝对的，则可能后跟 。 UNC路径名的前缀为 ; 主机名和共享名称是名称序列中的前两个名称 没有有指定驱动器的相对路径名没有前缀。
那么为了屏蔽各个平台之间的分隔符差异，我们在构造 File 类的时候（如何构造，请看下面第二点），就可以使用上述 Java 为我们提供的字段。
File.pathSeparator指的是分隔连续多个路径字符串的分隔符，例如:
java -cp test.jar;abc.jar HelloWorld
就是指“;”
File.separator才是用来分隔同一个路径字符串中的目录的，例如：
C:Program FilesCommon Files
就是指“”
2、File 类的构造方法
如何使用上述构造方法，请看如下例子：
定义文件路径时，可以用“/”或者“\”。
在创建一个文件时，如果目录下有同名文件将被覆盖。
3、File 类的常用方法
①、创建方法
1.boolean createNewFile() 不存在返回true 存在返回false
2.boolean mkdir() 创建目录，如果上一级目录不存在，则会创建失败
3.boolean mkdirs() 创建多级目录，如果上一级目录不存在也会自动创建
②、删除方法
③、判断方法
1.boolean canExecute()判断文件是否可执行
2.boolean canRead()判断文件是否可读
3.boolean canWrite() 判断文件是否可写
4.boolean exists() 判断文件或目录是否存在
5.boolean isDirectory() 判断此路径是否为一个目录
6.boolean isFile() 判断是否为一个文件
7.boolean isHidden() 判断是否为隐藏文件
8.boolean isAbsolute()判断是否是绝对路径 文件不存在也能判断
④、获取方法
1.String getName() 获取此路径表示的文件或目录名称
2.String getPath() 将此路径名转换为路径名字符串
3.String getAbsolutePath() 返回此抽象路径名的绝对形式
4.String getParent()//如果没有父目录返回null
5.long lastModified()//获取最后一次修改的时间
6.long length() 返回由此抽象路径名表示的文件的长度。
7.boolean renameTo(File f) 重命名由此抽象路径名表示的文件。
8.File[] liseRoots()//获取机器盘符
9.String[] list() 返回一个字符串数组，命名由此抽象路径名表示的目录中的文件和目录。
10.String[] list(FilenameFilter filter) 返回一个字符串数组，命名由此抽象路径名表示的目录中满足指定过滤器的文件和目录。
4、File 的一些技巧
①、打印给定目录下的所有文件夹和文件夹里面的内容
5.字节流InputStream/OutputStream
字节输入输出流：InputStream、OutputSteam(下图红色长方形框内)，红色椭圆框内是其典型实现（FileInputSteam、FileOutStream）
java基础字符io流
1、字节输入流：InputStream
这个抽象类是表示输入字节流的所有类的超类。
方法摘要：
下面我们用 字节输出流 InputStream 的典型实现 FileInputStream 来介绍：
2、字节输出流：OutputStream
这个抽象类是表示字节输出流的所有类的超类。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）。 输出流接收输出字节并将其发送到某个接收器。
方法摘要：
下面我们用 字节输出流 OutputStream 的典型实现 FileOutputStream 来介绍：
3、用字节流完成文件的复制
6.字符流Reader/Writer
字节输入输出流：Reader、Writer(下图红色长方形框内)，红色椭圆框内是其典型实现（FileReader、FileWriter）
①、为什么要使用字符流？
因为使用字节流操作汉字或特殊符号语言的时候容易乱码，因为汉字不止一个字节，为了解决这个问题，建议使用字符流。
②、什么情况下使用字符流？
一般可以用记事本打开的文件，我们可以看到内容不乱码的。就是文本文件，可以使用字符流。而操作二进制文件（比如图片、音频、视频）必须使用字节流
1、字符输出流：FileWriter
用于写入字符流的抽象类
方法摘要：
下面我们用 字符输出流 Writer 的典型实现 FileWriter 来介绍这个类的用法：
2、字符输入流：Reader
用于读取字符流的抽象类。
方法摘要：
下面我们用 字符输入流 Reader 的典型实现 FileReader 来介绍这个类的用法：
3、用字符流完成文件的复制
7.包装流（包含缓冲流，转换流对象流等等）
①、包装流隐藏了底层节点流的差异，并对外提供了更方便的输入输出功能，让我们只关心这个高级流的操作
②、使用包装流包装了节点流，程序直接操作包装流，而底层还是节点流和IO设备操作
③、关闭包装流的时候，只需要关闭包装流即可
1、缓冲流
缓冲流：是一个包装流，目的是缓存作用，加快读取和写入数据的速度。
字节缓冲流：BufferedInputStream、BufferedOutputStream
字符缓冲流：BufferedReader、BufferedWriter
案情回放：我们在将字符输入输出流、字节输入输出流的时候，读取操作，通常都会定义一个字节或字符数组，将读取/写入的数据先存放到这个数组里面，然后在取数组里面的数据。这比我们一个一个的读取/写入数据要快很多，而这也就是缓冲流的由来。只不过缓冲流里面定义了一个 数组用来存储我们读取/写入的数据，当内部定义的数组满了（注意：我们操作的时候外部还是会定义一个小的数组，小数组放入到内部数组中），就会进行下一步操作。
下面是没有用缓冲流的操作：
我们查看 缓冲流的 JDK 底层源码，可以看到，程序中定义了这样的 缓存数组,大小为 8192
BufferedInputStream:
BufferedOutputStream:
2、转换流：把字节流转换为字符流
InputStreamReader:把字节输入流转换为字符输入流
OutputStreamWriter:把字节输出流转换为字符输出流
用转换流进行文件的复制：
转换流和子类区别
发现有如下继承关系：
OutputStreamWriter:
|--FileWriter:
InputStreamReader:
|--FileReader;
父类和子类的功能有什么区别呢？
OutputStreamWriter和InputStreamReader是字符和字节的桥梁：也可以称之为字符转换流。字符转换流原理：字节流+编码表。
FileWriter和FileReader：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，而直接用子类就完成操作了，简化了代码。
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"));//默认字符集。
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"),"GBK");//指定GBK字符集。
FileReader fr = new FileReader("a.txt");
这三句代码的功能是一样的，其中第三句最为便捷。
注意：一旦要指定其他编码时，绝对不能用子类，必须使用字符转换流。什么时候用子类呢？
条件：
1、操作的是文件。2、使用默认编码。
总结：
字节--->字符 ： 看不懂的--->看的懂的。 需要读。输入流。 InputStreamReader
字符--->字节 ： 看的懂的--->看不懂的。 需要写。输出流。 OutputStreamWriter
3、内存流（数组流）：
把数据先临时存在数组中，也就是内存中。所以关闭 内存流是无效的，关闭后还是可以调用这个类的方法。底层源码的 close()是一个空方法
①、字节内存流：ByteArrayOutputStream 、ByteArrayInputStream
②、字符内存流：CharArrayReader、CharArrayWriter
③、字符串流：StringReader,StringWriter（把数据临时存储到字符串中）
4、合并流：把多个输入流合并为一个流，也叫顺序流，因为在读取的时候是先读第一个，读完了在读下面一个流。
8.序列化与反序列化（对象流）
1、什么是序列化与反序列化？
序列化：指把堆内存中的 Java 对象数据，通过某种方式把对象存储到磁盘文件中或者传递给其他网络节点（在网络上传输）。这个过程称为序列化。通俗来说就是将数据结构或对象转换成二进制串的过程
反序列化：把磁盘文件中的对象数据或者把网络节点上的对象数据，恢复成Java对象模型的过程。也就是将在序列化过程中所生成的二进制串转换成数据结构或者对象的过程
2、为什么要做序列化？
①、在分布式系统中，此时需要把对象在网络上传输，就得把对象数据转换为二进制形式，需要共享的数据的 JavaBean 对象，都得做序列化。
②、服务器钝化：如果服务器发现某些对象好久没活动了，那么服务器就会把这些内存中的对象持久化在本地磁盘文件中（Java对象转换为二进制文件）；如果服务器发现某些对象需要活动时，先去内存中寻找，找不到再去磁盘文件中反序列化我们的对象数据，恢复成 Java 对象。这样能节省服务器内存。
3、Java 怎么进行序列化？
①、需要做序列化的对象的类，必须实现序列化接口：Java.lang.Serializable 接口（这是一个标志接口，没有任何抽象方法），Java 中大多数类都实现了该接口，比如：String，Integer
②、底层会判断，如果当前对象是 Serializable 的实例，才允许做序列化，Java对象 instanceof Serializable 来判断。
③、在 Java 中使用对象流来完成序列化和反序列化
ObjectOutputStream:通过 writeObject()方法做序列化操作
ObjectInputStream:通过 readObject() 方法做反序列化操作
第一步：创建一个 JavaBean 对象
第二步：使用 ObjectOutputStream 对象实现序列化
我们打开 a.txt 文件，发现里面的内容乱码，注意这不需要我们来看懂，这是二进制文件，计算机能读懂就行了。
错误一：如果新建的 Person 对象没有实现 Serializable 接口，那么上面的操作会报错：
第三步：使用ObjectInputStream 对象实现反序列化
反序列化的对象必须要提供该对象的字节码文件.class
问题1：如果某些数据不需要做序列化，比如密码，比如上面的年龄？
解决办法：在字段面前加上 transient
那么我们在反序列化的时候，打印出来的就是Person [name=vae, age=0]，整型数据默认值为 0
问题2：序列化版本问题，在完成序列化操作后，由于项目的升级或修改，可能我们会对序列化对象进行修改，比如增加某个字段，那么我们在进行反序列化就会报错：
解决办法：在 JavaBean 对象中增加一个 serialVersionUID 字段，用来固定这个版本，无论我们怎么修改，版本都是一致的，就能进行反序列化了
9.随机访问文件流
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