在 Java 编程中，IO（Input/Output，输入 / 输出）操作是至关重要的一部分，它使得程序能够与外部系统进行交互，比如读取文件、写入数据到数据库或者在网络上传输信息等。今天，我们就来深入了解一下 Java IO 的基础知识。
一、流（Stream）的概念
流是 Java IO 的核心抽象，它代表着数据的流动。可以把流想象成一个管道，数据从一端流入，从另一端流出。Java 中有两种基本的流：输入流（InputStream）和输出流（OutputStream），分别用于读取和写入数据。输入流从数据源（如文件、网络连接等）读取数据到程序中，而输出流则将程序中的数据写入到目的地（同样可以是文件、网络等）。
二、字节流与字符流
- 字节流
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- 字节流以字节（8 位）为单位处理数据，是最基础的流类型。InputStream 是所有字节输入流的抽象父类，常见的实现类有 FileInputStream，用于从文件中读取字节数据。例如：
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt")) {
int data;
while ((data = fis.read())!= -1) {
System.out.print((char) data);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
- OutputStream 是字节输出流的抽象父类，FileOutputStream 用于向文件写入字节数据：
try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt")) {
String text = "Hello, World!";
byte[] bytes = text.getBytes();
fos.write(bytes);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
- 字符流
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- 字符流以字符（16 位，对于 Unicode 字符）为单位处理文本数据，更适合处理文本文件，因为它能正确处理字符编码。Reader 是字符输入流的抽象父类，FileReader 可读取字符文件：
try (FileReader fr = new FileReader("test.txt")) {
int c;
while ((c = fr.read())!= -1) {
System.out.print((char) c);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
- Writer 是字符输出流的抽象父类，FileWriter 用于写入字符数据：
try (FileWriter fw = new FileWriter("output.txt")) {
fw.write("This is a text.");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
三、缓冲流（Buffered Stream）
缓冲流是为了提高 IO 性能而设计的。它在内部维护了一个缓冲区，减少了直接对底层数据源或目的地的频繁读写操作。BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 是字节缓冲流，BufferedReader 和 BufferedWriter 是字符缓冲流。例如，使用 BufferedReader 读取文件：
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) {
String line;
while ((line = br.readLine())!= -1) {
System.out.println(line);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
四、序列化与反序列化
序列化是将对象转换为字节序列以便存储或传输的过程，反序列化则是相反的操作，将字节序列还原为对象。在 Java 中，要使一个对象可序列化，需要实现 Serializable 接口。例如：
import java.io.Serializable;
class Person implements Serializable {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
// getters and setters
}
public class SerializationExample {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("John", 30);
try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.ser"))) {
oos.writeObject(person);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.ser"))) {
Person deserializedPerson = (Person) ois.readObject();
System.out.println(deserializedPerson.getName() + ", " + deserializedPerson.getAge());
} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Java IO 体系庞大且复杂，但掌握这些基础知识是深入学习的关键。通过合理运用不同类型的流，我们可以高效地处理各种 IO 任务，让程序与外部世界顺畅沟通。