JAVA基礎（10）——IO、NIO

轉載：http://blog.csdn.net/weitry/article/details/52964948

JAVA基礎系列規劃：

• JAVA基礎（1）——基本概念
• JAVA基礎（2）——數據類型
• JAVA基礎（3）——容器（1）——經常使用容器分類
• JAVA基礎（4）——容器（2）——普通容器
• JAVA基礎（5）——併發（1）——整體認識
• JAVA基礎（6）——併發（2）——原子
• JAVA基礎（7）——併發（3）——鎖機制
• JAVA基礎（8）——併發（4）——線程池
• JAVA基礎（9）——容器（3）——併發容器
• JAVA基礎（10）——IO、NIO
• JAVA基礎（11）——泛型
• JAVA基礎（12）——反射
• JAVA基礎（13）——序列化
• JAVA基礎（14）——網絡編程

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IO 是主存和外部設備 ( 硬盤、終端和網絡等 ) 拷貝數據的過程。 IO 是操做系統的底層功能實現，底層經過 I/O 指令進行完成。

1. 標準IO

Java 標準 IO 類庫是 io 面向對象的一種抽象。基於本地方法的底層實現，咱們無須關注底層實現。

從處理數據類型上，能夠分爲字節流和字符流；從數據流向上，能夠分爲輸入流和輸出流。

-	字節流	字符流
輸入流	InputStrea	Reader
輸出流	OutputStream	Writer

字節流均繼承自InputStream和OutputStream這兩個抽象類。字符流均繼承自Reader和Writer這兩個抽象類。

字節流和字符流的區別，除了讀寫單位和處理對象不一樣外，在文件操做中，字節流在操做時不使用緩衝區（內存），是文件自己直接操做的，而字符流在操做時使用了緩衝區，經過緩衝區再操做文件。

輸入流和輸出流的區別在於流向上，流入程序的爲輸入，從程序流出的爲輸出。

Java 標準 IO 類庫提供了數量衆多的封裝類，爲了更加從容的使用這些類，使用標準IO時能夠參考如下原則：

1. 考慮最原始的數據格式是什麼 
   
   • 二進制格式（只要不能肯定是純文本的），使用InputStream/OutputStream類的子類。
   • 純文本格式（含純英文與漢字或其餘編碼方式），使用Reader/Writer類型子類。
2. 數據方向 
   
   • 輸入，使用Reader/InputStream類的子類
   • 輸出，使用Writer/OutputStream類的子類
3. 是否須要轉換流 
   
   • 若須要Stream -> Reader/Writer，使用InputStreamReader/OutputStreamWriter。
4. 數據來源 
   
   • 文件： FileInputStream、 FileOutputStream、FileReader、FileWriter
   • byte[]：ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
   • Char[]：CharArrayReader、 CharArrayWriter
   • String：StringBufferInputStream、StringBufferOuputStream、StringReader、StringWriter
   • 網絡數據流：InputStream、OutputStream、Reader、Writer
5. 是否須要用到緩衝區 
   
   • BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter
6. 是否有特殊須要 
   
   • 格式化輸出：PrintStream、PrintWriter
   • 對象輸入輸出： ObjectInputStream、ObjectOutputStream
   • 進程間通訊： PipeInputStream、PipeOutputStream、PipeReader、PipeWriter
   • 合併輸入： SequenceInputStream
   • 更特殊的須要： PushbackInputStream、PushbackReader、LineNumberInputStream、LineNumberReader

操做示例可參考《java中的IO整理》

2. NIO

Java NIO是JDK1.4以後新出的一套IO接口，這裏的的新是相對於原有標準的Java IO和Java Networking接口。NIO提供了一種徹底不一樣的操做方式：

• Channel和Buffer

  標準IO的編程接口是面向字節流和字符流的。而NIO是面向通道和緩衝區的，數據老是從通道中讀到Buffer緩衝區內，或者從Buffer寫入到通道中。

  Buffer。Buffer是一塊連續的內存塊，是NIO數據讀或寫的中轉地，其只能和Channel對接。

  Channel。Channel是數據的源頭或者目的地，用於向Buffer提供數據或者讀取Buffer數據，Buffer的惟一接口，支持異步IO。

• Non-blocking

  NIO中的N能夠理解爲Non-blocking，不單純是New。Java NIO使咱們能夠進行非阻塞IO操做。好比說，單線程中從通道讀取數據到buffer，同時能夠繼續作別的事情，當數據讀取到buffer中後，線程再繼續處理數據。寫數據也是同樣的。

• Selectors

  Selector能夠檢測多個通道的事件狀態（例如：連接打開，數據到達），這樣單線程就能夠操做多個通道的數據，實現多路 (non-bloking) 非阻塞式的高伸縮性網絡 I/O