什么是IO流？

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【背景介绍】【知识剖析】【常见问题】【解决方案】【编码实战】【扩展思考】【更多讨论】【参考文献】

八个方面深度解析后端知识/技能，本篇分享的是：

【什么是IO流？】

大家好，我是IT修真院北京分院第27期的JAVA学员，一枚正直纯洁善良的java程序员。

今天给大家分享一下，修真院官网Java任务10，深度思考中的知识点———什么是IO流？

1.背景介绍

什么是流

流就是一系列的数据

当不同的介质之间有数据交互的时候，JAVA就使用流来实现。数据源可以是文件，还可以是数据库，网络甚至是其他的程序。比如读取文件的数据到程序中，站在程序的角度来看，就叫做输入流。输入流： InputStream 输出流：OutputStream

文件输入流

如下代码，就建立了一个文件输入流，这个流可以用来把数据从硬盘的文件，读取到JVM(内存)。目前代码只是建立了流，还没有开始读取。

package stream;                        
import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;                        
public class TestStream {   public static void main(String[] args) {     try {
         File f = new File("d:/lol.txt");          // 创建基于文件的输入流
         FileInputStream fis = new FileInputStream(f);         // 通过这个输入流，就可以把数据从硬盘，读取到Java的虚拟机中来，也就是读取到内存中
         } catch (IOException e) {            // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
          }
                        
       }
  }

--如图：

666

2.知识剖析

字节流

InputStream字节输入流 OutputStream字节输出流用于以字节的形式读取和写入数据

ASCII码概念

所有的数据存放在计算机中都是以数字的形式存放的。所以字母就需要转换为数字才能够存放。比如A就对应的数字65，a对应的数字97. 不同的字母和符号对应不同的数字，就是一张码表。 ASCII是这样的一种码表。只包含简单的英文字母，符号，数字等。不包含中文，德文，俄语等复杂的。

<table>
<tr>
<td>字符</td>
<td>十进制数字</td>
<td>十六进制数字</td>
</tr>
<tr>
<td>!</td>
<td>33</td>
<td>21</td>
</tr>
<tr>
<td>"</td>
<td>34</td>
<td>22</td>
</tr>
<tr>
<td>#</td>
<td>35</td>
<td>23</td>
</tr>
<tr>
<td>$</td>
<td>36</td>
<td>24</td>
</tr>
<tr>
<td>%</td>
<td>37</td>
<td>25</td>
</tr>
<tr>
<td>&</td>
<td>38</td>
<td>26</td>
</tr>
<tr>
<td>'</td>
<td>39</td>
<td>27</td>
</tr>
<tr>
<td>(</td>
<td>40</td>
<td>28</td>
</tr>
<tr>
<td>)</td>
<td>41</td>
<td>29</td>
</tr>
<tr>
<td>*</td>
<td>42</td>
<td>2A</td>
</tr>
<tr>
<td>+</td>
<td>43</td>
<td>2B</td>
</tr>
<tr>
<td>,</td>
<td>44</td>
<td>2C</td>
</tr>
<tr>
<td>-</td>
<td>45</td>
<td>2D</td>
</tr>
<tr>
<td>.</td>
<td>46</td>
<td>2E</td>
</tr>
<tr>
<td>/</td>
<td>47</td>
<td>2F</td>
</tr>
<tr>
<td>0</td>
<td>48</td>
<td>30</td>
</tr>
<tr>
<td>1</td>
<td>49</td>
<td>31</td>
</tr>
<tr>
<td>2</td>
<td>50</td>
<td>32</td>
</tr>
<tr>
<td>3</td>
<td>51</td>
<td>33</td>
</tr>
<tr>
<td>4</td>
<td>52</td>
<td>34</td>
</tr>
<tr>
<td>5</td>
<td>53</td>
<td>35</td>
</tr>
<tr>
<td>6</td>
<td>54</td>
<td>36</td>
</tr>
<tr>
<td>7</td>
<td>55</td>
<td>37</td>
</tr>
<tr>
<td>8</td>
<td>56</td>
<td>38</td>
</tr>
<tr>
<td>9</td>
<td>57</td>
<td>39</td>
</tr>
<tr>
<td>:</td>
<td>58</td>
<td>3A</td>
</tr>
<tr>
<td>;</td>
<td>59</td>
<td>3B</td>
</tr>
<tr>
<td><</td>
<td>60</td>
<td>3C</td>
</tr>
<tr>
<td>=</td>
<td>61</td>
<td>3D</td>
</tr>
<tr>
<td>></td>
<td>62</td>
<td>3E</td>
</tr>
<tr>
<td>@</td>
<td>64</td>
<td>40</td>
</tr>
<tr>
<td>A</td>
<td>65</td>
<td>41</td>
</tr>
<tr>
<td>B</td>
<td>66</td>
<td>42</td>
</tr>
<tr>
<td>C</td>
<td>67</td>
<td>43</td>
</tr>
<tr>
<td>D</td>
<td>68</td>
<td>44</td>
</tr>
<tr>
<td>E</td>
<td>69</td>
<td>45</td>
</tr>
<tr>
<td>F</td>
<td>70</td>
<td>46</td>
</tr>
<tr>
<td>G</td>
<td>71</td>
<td>47</td>
</tr>
<tr>
<td>H</td>
<td>72</td>
<td>48</td>
</tr>
<tr>
<td>I</td>
<td>73</td>
<td>49</td>
</tr>
<tr>
<td>J</td>
<td>74</td>
<td>4A</td>
</tr>
<tr>
<td>K</td>
<td>75</td>
<td>4B</td>
</tr>
<tr>
<td>L</td>
<td>76</td>
<td>4C</td>
</tr>
<tr>
<td>M</td>
<td>77</td>
<td>4D</td>
</tr>
<tr>
<td>N</td>
<td>78</td>
<td>4E</td>
</tr>
<tr>
<td>O</td>
<td>79</td>
<td>4F</td>
</tr>
<tr>
<td>P</td>
<td>80</td>
<td>50</td>
</tr>
<tr>
<td>Q</td>
<td>81</td>
<td>51</td>
</tr>
<tr>
<td>R</td>
<td>82</td>
<td>52</td>
</tr>
<tr>
<td>S</td>
<td>83</td>
<td>53</td>
</tr>
<tr>
<td>T</td>
<td>84</td>
<td>54</td>
</tr>
<tr>
<td>U</td>
<td>85</td>
<td>55</td>
</tr>
<tr>
<td>V</td>
<td>86</td>
<td>56</td>
</tr>
<tr>
<td>W</td>
<td>87</td>
<td>57</td>
</tr>
<tr>
<td>X</td>
<td>88</td>
<td>58</td>
</tr>
<tr>
<td>Y</td>
<td>89</td>
<td>59</td>
</tr>
<tr>
<td>Z</td>
<td>90</td>
<td>5A</td>
</tr>
<tr>
<td>[</td>
<td>91</td>
<td>5B</td>
</tr>
<tr>
<td>\</td>
<td>92</td>
<td>5C</td>
</tr>
<tr>
<td>]</td>
<td>93</td>
<td>5D</td>
</tr>
<tr>
<td>^</td>
<td>94</td>
<td>5E</td>
</tr>
<tr>
<td>_</td>
<td>95</td>
<td>5F</td>
</tr>
<tr>
<td>`</td>
<td>96</td>
<td>60</td>
</tr>
<tr>
<td>a</td>
<td>97</td>
<td>61</td>
</tr>
<tr>
<td>b</td>
<td>98</td>
<td>62</td>
</tr>
<tr>
<td>c</td>
<td>99</td>
<td>63</td>
</tr>
<tr>
<td>d</td>
<td>100</td>
<td>64</td>
</tr>
<tr>
<td>e</td>
<td>101</td>
<td>65</td>
</tr>
<tr>
<td>f</td>
<td>102</td>
<td>66</td>
</tr>
<tr>
<td>g</td>
<td>103</td>
<td>67</td>
</tr>
<tr>
<td>h</td>
<td>104</td>
<td>68</td>
</tr>
<tr>
<td>i</td>
<td>105</td>
<td>69</td>
</tr>
<tr>
<td>j</td>
<td>106</td>
<td>6A</td>
</tr>
<tr>
<td>k</td>
<td>107</td>
<td>6B</td>
</tr>
<tr>
<td>l</td>
<td>108</td>
<td>6C</td>
</tr>
<tr>
<td>m</td>
<td>109</td>
<td>6D</td>
</tr>
<tr>
<td>n</td>
<td>110</td>
<td>6E</td>
</tr>
<tr>
<td>o</td>
<td>111</td>
<td>6F</td>
</tr>
<tr>
<td>p</td>
<td>112</td>
<td>70</td>
</tr>
<tr>
<td>q</td>
<td>113</td>
<td>71</td>
</tr>
<tr>
<td>r</td>
<td>114</td>
<td>72</td>
</tr>
<tr>
<td>s</td>
<td>115</td>
<td>73</td>
</tr>
<tr>
<td>t</td>
<td>116</td>
<td>74</td>
</tr>
<tr>
<td>u</td>
<td>117</td>
<td>75</td>
</tr>
<tr>
<td>v</td>
<td>118</td>
<td>76</td>
</tr>
<tr>
<td>w</td>
<td>119</td>
<td>77</td>
</tr>
<tr>
<td>x</td>
<td>120</td>
<td>78</td>
</tr>
<tr>
<td>y</td>
<td>121</td>
<td>79</td>
</tr>
<tr>
<td>z</td>
<td>122</td>
<td>7A</td>
</tr>
<tr>
<td>{</td>
<td>123</td>
<td>7B</td>
</tr>
<tr>
<td>|</td>
<td>124</td>
<td>7C</td>
</tr>
<tr>
<td>}</td>
<td>125</td>
<td>7D</td>
</tr>
<tr>
<td>~</td>
<td>126</td>
<td>7E</td>
</tr>

以字节流的形式读取文件内容

InputStream是字节输入流，同时也是抽象类，只提供方法声明，不提供方法的具体实现。 FileInputStream 是InputStream子类，以FileInputStream 为例进行文件读取

以字节流的形式向文件写入数据

OutputStream是字节输出流，同时也是抽象类，只提供方法声明，不提供方法的具体实现。 FileOutputStream 是OutputStream子类，以FileOutputStream 为例向文件写出数据注: 如果文件d:/lol2.txt不存在，写出操作会自动创建该文件。但是如果是文件 d:/xyz/lol2.txt，而目录xyz又不存在，会抛出异常

数据流

DataInputStream 数据输入流 DataOutputStream 数据输出流

直接进行字符串的读写

使用数据流的writeUTF()和readUTF() 可以进行数据的格式化顺序读写如本例，通过DataOutputStream 向文件顺序写出布尔值，整数和字符串。然后再通过DataInputStream 顺序读入这些数据。注：要用DataInputStream 读取一个文件，这个文件必须是由DataOutputStream 写出的，否则会出现EOFException，因为DataOutputStream 在写出的时候会做一些特殊标记，只有DataInputStream 才能成功的读取。

对象流

对象流指的是可以直接把一个对象以流的形式传输给其他的介质，比如硬盘一个对象以流的形式进行传输，叫做序列化。该对象所对应的类，必须是实现Serializable接口

序列化一个对象

把一个对象序列化有一个前提是：这个对象的类，必须实现了Serializable接口

字符流

Reader字符输入流 Writer字符输出流专门用于字符的形式读取和写入数据

使用字符流读取文件

FileReader 是Reader子类，以FileReader 为例进行文件读取

使用字符流把字符串写入到文件

FileWriter 是Writer的子类，以FileWriter 为例把字符串写入到文件

缓存流

以介质是硬盘为例，字节流和字符流的弊端：在每一次读写的时候，都会访问硬盘。如果读写的频率比较高的时候，其性能表现不佳。为了解决以上弊端，采用缓存流。缓存流在读取的时候，会一次性读较多的数据到缓存中，以后每一次的读取，都是在缓存中访问，直到缓存中的数据读取完毕，再到硬盘中读取。就好比吃饭，不用缓存就是每吃一口都到锅里去铲。用缓存就是先把饭盛到碗里，碗里的吃完了，再到锅里去铲缓存流在写入数据的时候，会先把数据写入到缓存区，直到缓存区达到一定的量，才把这些数据，一起写入到硬盘中去。按照这种操作模式，就不会像字节流，字符流那样每写一个字节都访问硬盘，从而减少了IO操作。

使用缓存流读取数据

缓存字符输入流 BufferedReader 可以一次读取一行数

使用缓存流写出数据

PrintWriter 缓存字符输出流，可以一次写出一行数据

FLUSH方法

有的时候，需要立即把数据写入到硬盘，而不是等缓存满了才写出去。这时候就需要用到flush

3.常见问题

如何关闭流

所有的流，无论是输入流还是输出流，使用完毕之后，都应该关闭。如果不关闭，会产生对资源占用的浪费。当量比较大的时候，会影响到业务的正常开展

4.解决方案

在try中关闭

在try的作用域里关闭文件输入流，在前面的示例中都是使用这种方式，这样做有一个弊端；如果文件不存在，或者读取的时候出现问题而抛出异常，那么就不会执行这一行关闭流的代码，存在巨大的资源占用隐患。不推荐使用

在finally中关闭

这是标准的关闭流的方式 1. 首先把流的引用声明在try的外面，如果声明在try里面，其作用域无法抵达finally. 2. 在finally关闭之前，要先判断该引用是否为空 3. 关闭的时候，需要再一次进行try catch处理这是标准的严谨的关闭流的方式，但是看上去很繁琐，所以写不重要的或者测试代码的时候，都会采用上面的有隐患try的方式，因为不麻烦

使用try()的方式

把流定义在try()里,try,catch或者finally结束的时候，会自动关闭这种编写代码的方式叫做 try-with-resources，这是从JDK7开始支持的技术所有的流，都实现了一个接口叫做 AutoCloseable，任何类实现了这个接口，都可以在try()中进行实例化。并且在try,catch,finally结束的时候自动关闭，回收相关资源

5.编码实战

详见视频

6.扩展思考

SYSTEM.IN使用

System.out 是常用的在控制台输出数据的 System.in 可以从控制台输入数据

使用SYSTEM.IN.READ虽然可以读取数据，但是很不方便。使用SCANNER就可以逐行读取了

7. 参考文献

how2j.cn: http://how2j.cn/k/io/io-system-in/352.html#nowhere

8. 更多讨论

Q1：io流的存储位置和流向问题？ A1：IO流一般是以内存为基准，我们的IO流最开始是在jvm中，然后流向硬盘。

Q2：IO流传输时，是以文件为单位传输，还是以文件内字节或字符依次传输？ A2：两种情况都有，只是进行文件传输时候，会产生垃圾数据，锟斤拷

Q3：中文问题？ A3：工作后经常接触的编码方式有如下几种： ISO-8859-1 ASCII 数字和西欧字母 GBK GB2312 BIG5 中文 UNICODE (统一码，万国码) 其中 ISO-8859-1 包含 ASCII GB2312 是简体中文，BIG5是繁体中文，GBK同时包含简体和繁体以及日文。 UNICODE 包括了所有的文字，无论中文，英文，藏文，法文，世界所有的文字都包含其中

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