Java基础(9) | I/O 与文件操作：从 BIO 到 NIO 与 Files 工具类

📚 本系列系统梳理了 Java 开发的详细知识点，从基础语法到工程实践层层递进，内容详实成体系，建议先收藏再慢慢阅读，方便日后随时回顾查阅。

前言

Java 的 I/O 体系庞大且历史悠久------从 Java 1.0 的字节流/字符流（BIO），到 Java 1.4 的 NIO，再到 Java 7 的 NIO.2（Files/Path），经历了三代演进。这篇文章按照"先会用、再理解模型"的思路，把日常开发中会用到的 I/O 操作梳理清楚。

1. 传统 I/O（BIO）：流的体系

传统 I/O 是理解 Java I/O 体系的基础，但日常开发中更推荐使用 NIO 的 Files 工具类。

了解装饰器模式和流的概念即可，重点看 2.x 节的 NIO 部分。

1.1 四大抽象基类

Java 的传统 I/O 按两个维度分成四个基类：

	字节流（二进制）	字符流（文本）
输入	InputStream	Reader
输出	OutputStream	Writer

什么时候用哪种？ 文本文件（.txt, .csv, .json, .xml）用字符流，其他一切（图片、音频、视频、压缩包、序列化对象）用字节流。不确定时用字节流，总不会错。

1.2 字节流

// 读文件（逐字节）
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("data.bin")) {
    int b;
    while ((b = fis.read()) != -1) {  // read() 返回 -1 表示读完
        System.out.print(b + " ");
    }
}

// 读文件（缓冲区，性能更好）
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("data.bin")) {
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
        // buffer[0..len-1] 是本次读到的数据
    }
}

// 写文件
try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.bin")) {
    fos.write(new byte[]{72, 101, 108, 108, 111});  // "Hello" 的 ASCII
}

// 复制文件（经典写法）
try (
    FileInputStream fis = new FileInputStream("source.bin");
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("target.bin")
) {
    byte[] buffer = new byte[8192];
    int len;
    while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
        fos.write(buffer, 0, len);
    }
}

1.3 字符流

// 读文本文件（逐行）
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("data.txt"))) {
    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
}

// 写文本文件
try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
    writer.write("第一行");
    writer.newLine();
    writer.write("第二行");
}

// PrintWriter：更方便的写入，支持 println / printf
try (PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
    pw.println("Hello");
    pw.printf("name: %s, age: %d%n", "Alice", 25);
}

1.4 装饰器模式：流的嵌套

Java I/O 大量使用装饰器模式------给基础流"套壳"增加功能：

// FileInputStream → 基础字节流
// BufferedInputStream → 加缓冲区，减少系统调用
// DataInputStream → 可以直接读 int/double/String 等类型

try (DataInputStream dis = new DataInputStream(
        new BufferedInputStream(
            new FileInputStream("data.bin")))) {
    int n = dis.readInt();
    double d = dis.readDouble();
    String s = dis.readUTF();
}

常用的装饰器组合：

需求	组合
高效读字节	BufferedInputStream(FileInputStream)
高效读文本	BufferedReader(FileReader)
读基本类型	DataInputStream(BufferedInputStream(FileInputStream))
读对象	ObjectInputStream(BufferedInputStream(FileInputStream))
指定编码读文本	BufferedReader(InputStreamReader(FileInputStream, "UTF-8"))

1.5 编码问题

FileReader / FileWriter 使用系统默认编码，跨平台容易乱码。明确指定编码的写法：

// 读：指定 UTF-8
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
        new InputStreamReader(new FileInputStream("data.txt"), StandardCharsets.UTF_8))) {
    String line = reader.readLine();
}

// 写：指定 UTF-8
try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(
        new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"), StandardCharsets.UTF_8))) {
    writer.write("你好世界");
}

2. NIO.2：现代文件操作（Java 7+）

2.1 Path：文件路径对象

java.io.File 是 Java 1.0 的路径类，设计有很多问题（比如删除失败只返回 false 不告诉你原因）。Java 7 引入了 java.nio.file.Path 作为替代，它只表示一个路径字符串，本身不操作文件，文件操作全交给 Files 工具类。

创建 Path：

// Java 7+
Path p1 = Paths.get("data.txt");
Path p2 = Paths.get("/home", "user", "data.txt");   // 多段拼接

// Java 11+ 可以直接用 Path.of（更简洁，推荐）
Path p1 = Path.of("data.txt");
Path p2 = Path.of("/home", "user", "data.txt");

// 两种写法完全等价，Path.of 底层就是调用 Paths.get

路径信息提取 （对比 Python os.path）：

Path p = Path.of("/home/user/project/data.txt");

p.getFileName();      // data.txt        ← Python: os.path.basename()
p.getParent();        // /home/user/project  ← Python: os.path.dirname()
p.getRoot();          // /                   ← 根目录
p.toAbsolutePath();   // 转为绝对路径       ← Python: os.path.abspath()
p.toString();         // "/home/user/project/data.txt"（转为字符串）

路径拼接与变换 （对比 Python os.path.join）：

Path base = Path.of("/home/user");

// resolve：拼接子路径（= Python os.path.join）
base.resolve("project");               // /home/user/project
base.resolve("project").resolve("src"); // /home/user/project/src
base.resolve("project/src/Main.java");  // /home/user/project/src/Main.java

// resolveSibling：替换最后一段（同级替换）
Path file = Path.of("/home/user/data.txt");
file.resolveSibling("config.txt");  // /home/user/config.txt

// normalize：解析 . 和 ..
Path.of("/home/user/../admin/./config.txt").normalize();
// /home/admin/config.txt

// relativize：计算相对路径
Path a = Path.of("/home/user/project");
Path b = Path.of("/home/user/docs/readme.md");
a.relativize(b);  // ../../docs/readme.md

Path 和 File 互转（和老 API 对接时用）：

File file = path.toFile();    // Path → File
Path path = file.toPath();    // File → Path

2.2 Files：一站式文件操作

java.nio.file.Files 是一个纯静态方法的工具类，覆盖了几乎所有文件操作。下面按用途分类，每个都和 Python 对标。

判断类 （对比 Python os.path.exists 等）：

Java	Python	说明
Files.exists(path)	os.path.exists()	路径是否存在
Files.isDirectory(path)	os.path.isdir()	是否是目录
Files.isRegularFile(path)	os.path.isfile()	是否是普通文件
Files.isReadable(path)	os.access(path, os.R_OK)	是否可读
Files.size(path)	os.path.getsize()	文件大小（字节）

Path p = Path.of("data.txt");
Files.exists(p);         // true
Files.isDirectory(p);    // false
Files.size(p);           // 1024（字节）

创建类 （对比 Python os.mkdir / os.makedirs）：

// 创建文件
Files.createFile(Path.of("newfile.txt"));         // ← Python: open("newfile.txt", "w")

// 创建单层目录（父目录必须存在，否则报错）
Files.createDirectory(Path.of("newdir"));         // ← Python: os.mkdir()

// 创建多层目录（父目录不存在也能创建）
Files.createDirectories(Path.of("a/b/c"));        // ← Python: os.makedirs()

// 创建临时文件
Path tmp = Files.createTempFile("prefix-", ".tmp");
// /tmp/prefix-1234567890.tmp

复制 / 移动 / 删除 （对比 Python shutil.copy / os.rename / os.remove）：

Path src = Path.of("a.txt");
Path dst = Path.of("b.txt");

// 复制（目标存在则报错）
Files.copy(src, dst);                                          // ← Python: shutil.copy()
// 复制（覆盖已存在的文件）
Files.copy(src, dst, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

// 移动/重命名
Files.move(src, dst);                                          // ← Python: os.rename()
Files.move(src, dst, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);     // 覆盖
Files.move(src, dst, StandardCopyOption.ATOMIC_MOVE);          // 原子操作

// 删除
Files.delete(Path.of("tmp.txt"));           // 不存在则抛异常    ← Python: os.remove()
Files.deleteIfExists(Path.of("tmp.txt"));   // 不存在也不报错

读写文件：

// 一行代码读整个文件
String content = Files.readString(Path.of("data.txt"));             // Java 11+
List<String> lines = Files.readAllLines(Path.of("data.txt"));       // Java 7+，全部行
byte[] bytes = Files.readAllBytes(Path.of("image.png"));            // Java 7+，全部字节

// 一行代码写文件
Files.writeString(Path.of("out.txt"), "Hello World");               // Java 11+
Files.write(Path.of("out.txt"), List.of("line1", "line2"));         // Java 7+，写多行

// 追加写入
Files.writeString(Path.of("log.txt"), "new line\n",
    StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.APPEND);

// 大文件逐行处理（惰性 Stream，内存友好）
try (Stream<String> lines = Files.lines(Path.of("big.csv"))) {
    lines.filter(l -> l.contains("ERROR"))
         .forEach(System.out::println);
}

遍历目录 （对比 Python os.listdir / os.walk）：

// 列出直接子项（不递归）← Python: os.listdir()
try (Stream<Path> entries = Files.list(Path.of("."))) {
    entries.forEach(System.out::println);
}

// 递归遍历所有文件（深度优先）← Python: os.walk()
try (Stream<Path> tree = Files.walk(Path.of("src"))) {
    tree.filter(Files::isRegularFile)
        .filter(p -> p.toString().endsWith(".java"))
        .forEach(System.out::println);
}

// 递归查找（带匹配条件，第二个参数是最大深度）
try (Stream<Path> found = Files.find(Path.of("src"), 10,
        (path, attrs) -> attrs.isRegularFile() && path.toString().endsWith(".java"))) {
    found.forEach(System.out::println);
}

Files.list()、Files.walk()、Files.find() 都返回 Stream，必须用 try-with-resources 关闭，否则会泄漏文件句柄。

Java vs Python 文件操作速查表：

Python	Java（NIO）
os.path.join(a, b)	path.resolve(b)
os.path.basename(p)	path.getFileName()
os.path.dirname(p)	path.getParent()
os.path.abspath(p)	path.toAbsolutePath()
os.path.exists(p)	Files.exists(path)
os.path.isdir(p)	Files.isDirectory(path)
os.path.isfile(p)	Files.isRegularFile(path)
os.path.getsize(p)	Files.size(path)
os.mkdir(p)	Files.createDirectory(path)
os.makedirs(p)	Files.createDirectories(path)
os.listdir(p)	Files.list(path)
os.walk(p)	Files.walk(path)
os.remove(p)	Files.delete(path)
os.rename(a, b)	Files.move(a, b)
shutil.copy(a, b)	Files.copy(a, b)
open(f).read()	Files.readString(path)
open(f).readlines()	Files.readAllLines(path)
for line in open(f)	Files.lines(path)（惰性 Stream，大文件友好）
open(f, "rb").read()	Files.readAllBytes(path)
open(f, "w").write(s)	Files.writeString(path, s)
open(f, "a").write(s)	Files.writeString(path, s, APPEND, CREATE)
open(f, "w").writelines(lst)	Files.write(path, List.of("l1", "l2"))
open(f, "a").writelines(lst)	Files.write(path, list, APPEND, CREATE)
open(f, "wb").write(b)	Files.write(path, byteArray)

追加写入中的 APPEND 和 CREATE 是 StandardOpenOption.APPEND 和 StandardOpenOption.CREATE 的缩写，CREATE 表示文件不存在时自动创建。

2.3 用 Files 还是传统 IO？

场景	推荐
读写小文件（几 MB 以内）	Files.readString() / Files.writeString() 最简洁
逐行处理大文件	Files.lines(path) 返回惰性 Stream，内存友好
二进制流处理	传统 InputStream/OutputStream
需要精细控制缓冲区	传统 BufferedReader/BufferedWriter
文件/目录操作（创建、复制、遍历）	Files 一站式搞定
网络 I/O	NIO Channel/Selector（见下节）

3. NIO 核心概念

NIO（New I/O，Java 1.4）引入了 Channel + Buffer + Selector 模型，主要面向高并发网络编程场景。日常文件操作用 Files 就够了，但理解 NIO 模型对后面学 Netty 等框架很重要。

3.1 BIO vs NIO 模型

BIO（同步阻塞） ：每来一个客户端连接，服务端就分配一个专属线程。这个线程调用 read() 时会一直阻塞等待，直到客户端发来数据才继续执行。如果客户端迟迟不发数据，线程就干等着，什么也做不了。1000 个连接就需要 1000 个线程，而大部分线程都在空等，内存和 CPU 全浪费了。

NIO（同步非阻塞 + 多路复用） ：所有客户端连接都注册到一个 Selector（多路复用器）上。单线程调用 select() 轮询，发现哪个 Channel 有数据就绪就去处理哪个，没有数据的直接跳过。1000 个连接只需要 1 个线程（或几个），线程永远不空等，资源利用率大幅提升。

这也是为什么 Netty 等高性能网络框架都基于 NIO 模型------用少量线程就能处理上万个并发连接。

3.2 三大组件

NIO 的核心就是三个东西，用快递站类比：

组件	比喻	作用
Buffer	包裹箱	数据的容器，所有读写都要经过它
Channel	快递通道	连接数据源（文件/网络），双向可读可写
Selector	调度员	一个人盯着所有通道，哪个有包裹就处理哪个

Buffer（缓冲区）

Buffer 本质是一块内存数组，有一个指针 position 记录当前读写到哪了：

// 1. 创建一个能装 1024 字节的 Buffer
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
// 此时状态：[ _______________________ ]
//           ↑ position=0      capacity=1024

// 2. 写入数据
buffer.put("Hello".getBytes());
// 此时状态：[ H e l l o _____________ ]
//                     ↑ position=5

// 3. 想要读数据？必须先调 flip() 切换为读模式
//    flip() 做的事：position 归零，limit 设为之前写到的位置
buffer.flip();
// 此时状态：[ H e l l o ]
//           ↑ position=0
//                     ↑ limit=5  

// 4. 读取数据
while (buffer.hasRemaining()) {
    System.out.print((char) buffer.get());  // 输出 Hello
}

// 5. 读完了，想重新写？调 clear() 重置
buffer.clear();
// 回到初始状态，可以重新写入

关键就一点：写完要 flip() 才能读，读完要 clear() 才能写。

Channel（通道）

Channel 类似传统的流（InputStream/OutputStream），但有两个区别：

• 双向的：同一个 Channel 既能读也能写
• 必须通过 Buffer：不能直接读写字节，数据要先放进 Buffer

// 从文件读数据：Channel → Buffer → 你的代码
try (FileChannel fc = FileChannel.open(Path.of("data.txt"), StandardOpenOption.READ)) {
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    while (fc.read(buffer) != -1) {  // Channel 把数据读进 Buffer
        buffer.flip();                // 切换为读模式
        // 从 buffer 里取数据处理
        buffer.clear();               // 清空，准备下次读
    }
}

// Channel 之间直接传输（零拷贝，跳过 Buffer，性能最好的文件复制方式）
try (
    FileChannel src = FileChannel.open(Path.of("source.bin"), StandardOpenOption.READ);
    FileChannel dst = FileChannel.open(Path.of("target.bin"),
        StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.WRITE)
) {
    src.transferTo(0, src.size(), dst);  // 一行搞定文件复制
}

Selector（多路复用器）

Selector 是 NIO 实现高并发的核心，主要用于网络编程。上面 BIO vs NIO 图中的"调度员"就是它：

// 简化的服务端示意（了解流程即可，实际项目用 Netty 不手写）

// 1. 创建 Selector（调度员上班）
Selector selector = Selector.open();

// 2. 创建 Channel 并设为非阻塞
ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open();
server.bind(new InetSocketAddress(8080));
server.configureBlocking(false);  // 关键：非阻塞模式

// 3. 把 Channel 注册到 Selector（告诉调度员：帮我盯着这个通道）
server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);  // 关注"新连接"事件

// 4. 调度员开始工作：循环检查谁有事件
while (true) {
    selector.select();  // 阻塞等待，直到至少有一个 Channel 就绪
    Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();

    for (SelectionKey key : keys) {
        if (key.isAcceptable()) {
            // 有新客户端连接进来了
        } else if (key.isReadable()) {
            // 某个客户端发来了数据
        }
    }
    keys.clear();  // 处理完要清空，否则下次会重复处理
}

实际开发中不会手写 Selector，而是用 Netty 框架。但理解这个模型是读懂 Netty 源码的前提。

3.3 BIO / NIO / AIO 对比

维度	BIO	NIO	AIO (NIO.2)
模型	同步阻塞	同步非阻塞 + 多路复用	异步非阻塞
线程模型	一连接一线程	少量线程 + Selector	回调/Future
适用场景	连接数少、延迟低	高并发、长连接	理论最优，但 Linux 支持差
实际使用	简单场景	主流（Netty 基于 NIO）	很少用
编程复杂度	低	高（Buffer/Channel/Selector）	中

实际开发中，很少直接写 NIO 代码，而是用 Netty 框架封装。但理解 NIO 的 Channel + Buffer + Selector 模型，是读懂 Netty 源码的前提。

4. 序列化与反序列化

4.1 什么是序列化？

Java 对象存在于 JVM 内存中，程序结束就消失了。如果想把对象保存到文件 、存进数据库 、通过网络传给另一台机器 ，就需要把对象转成一串字节------这个过程叫序列化 。反过来，把字节还原成对象叫反序列化。

序列化：Java 对象  → 字节流（可以存储、传输）
反序列化：字节流   → Java 对象（还原回来继续用）

类比 Python：pickle.dumps() 就是序列化，pickle.loads() 就是反序列化。

4.2 什么可以被序列化？

必须实现 Serializable 接口的类才能序列化。这个接口没有任何方法，只是一个标记，告诉 JVM "这个类允许被序列化"：

// ✅ 可以序列化
public class User implements Serializable {
    private String name;
    private int age;
}

// ❌ 没实现 Serializable，序列化时抛 NotSerializableException
public class User {
    private String name;
    private int age;
}

不能被序列化的东西：

类型	原因
没有实现 Serializable 的类	JVM 拒绝序列化
transient 修饰的字段	主动标记为不参与序列化
static 字段	属于类不属于对象，不跟着对象走
线程、数据库连接、Socket 等资源	这些是运行时资源，序列化了也没意义

4.3 Java 原生序列化

public class User implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;  // 版本号（下面解释）
    private String name;
    private int age;
    private transient String password;  // 密码不参与序列化

    public User(String name, int age, String password) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.password = password;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{name=" + name + ", age=" + age + ", password=" + password + "}";
    }
}

序列化：对象 → 字节流 → 文件

User user = new User("Alice", 25, "123456");

try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
        new FileOutputStream("user.dat"))) {
    oos.writeObject(user);
}
// user.dat 文件中保存了 Alice 的对象数据（二进制格式）

反序列化：文件 → 字节流 → 对象

try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
        new FileInputStream("user.dat"))) {
    User user = (User) ois.readObject();
    System.out.println(user);
    // User{name=Alice, age=25, password=null}
    //                           ↑ transient 字段没有被还原，变成默认值 null
}

serialVersionUID 是什么？

版本号，用于反序列化时校验类的版本是否一致：

private static final long serialVersionUID = 1L;

比如你序列化时 User 有 name 和 age 两个字段，后来给 User 加了一个 email 字段。如果 serialVersionUID 没变，反序列化时 email 取默认值 null；如果 serialVersionUID 改了，反序列化直接抛 InvalidClassException，告诉你版本不兼容。

4.4 实际项目中的选择

Java 原生序列化存在安全漏洞、性能差、跨语言不兼容等问题，实际项目中几乎不用。替代方案：

方案	格式	优点	常用场景
Jackson / Gson	JSON	人类可读、跨语言、调试方便	REST API、配置文件
Protobuf	二进制	体积小、速度快、跨语言	RPC、微服务通信
Kryo	二进制	Java 生态内最快	缓存、Spark

// 原生序列化（不推荐）
oos.writeObject(user);
User u = (User) ois.readObject();

// Jackson（推荐）：对象 ↔ JSON 字符串
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
String json = mapper.writeValueAsString(user);        // 序列化：对象 → JSON
User u = mapper.readValue(json, User.class);          // 反序列化：JSON → 对象

了解原生序列化的机制即可（面试会问 Serializable、transient、serialVersionUID），新项目直接用 Jackson。

4.5 Jackson：JSON 序列化实战

Spring Boot 默认集成了 Jackson------Controller 返回对象自动转 JSON、@RequestBody 接收 JSON 自动转对象，背后都是 Jackson 在工作。核心类是 ObjectMapper，手动操作的场景（缓存、消息队列、调用第三方接口）也是用它。

基本用法：对象 ↔ JSON

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();

// 序列化：对象 → JSON 字符串
User user = new User(1L, "Alice", "alice@example.com");
String json = mapper.writeValueAsString(user);
// {"id":1,"name":"Alice","email":"alice@example.com"}

// 反序列化：JSON 字符串 → 对象
User u = mapper.readValue(json, User.class);

集合/泛型的反序列化：TypeReference

String json = "[{\"id\":1,\"name\":\"Alice\"},{\"id\":2,\"name\":\"Bob\"}]";

// ❌ 错的：List.class 无法表达"装的是 User"，结果变成 List<LinkedHashMap>
List<User> list = mapper.readValue(json, List.class);

// ✅ 对的：用 TypeReference 保留完整的泛型信息
List<User> list = mapper.readValue(json, new TypeReference<List<User>>() {});

为什么 List.class 不行？Java 的泛型在运行时会被擦除------List<User> 和 List<String> 在运行时是同一个 List.class，Jackson 拿到 List.class 根本不知道该把每个元素转成什么类型，只能用默认的 LinkedHashMap 兜底。TypeReference<List<User>> 是一个匿名内部类技巧：Jackson 通过反射读取这个匿名类的父类泛型参数，从而拿到完整的 List<User> 类型信息。

Object ↔ 具体类型转换：convertValue

如果手里已经是一个反序列化好的 Object（比如从 Redis 取出来的值，类型是 LinkedHashMap），想转换成具体的实体类，不需要先转回 JSON 字符串再 readValue，可以直接用 convertValue：

Object cached = redisTemplate.opsForValue().get(key);  // 实际类型是 LinkedHashMap

// 单个对象
User user = mapper.convertValue(cached, User.class);

// List：同样不能直接用 List.class，用 TypeFactory 构造带泛型的集合类型
List<User> list = mapper.convertValue(cached,
    mapper.getTypeFactory().constructCollectionType(List.class, User.class));

convertValue 本质是"先序列化成中间表示，再反序列化成目标类型"，比手动转 JSON 字符串再解析更直接。

常用注解

注解	作用
@JsonProperty("user_name")	指定这个字段对应的 JSON 字段名
@JsonIgnore	序列化和反序列化时都忽略这个字段
@JsonInclude(JsonInclude.Include.NON_NULL)	字段为 null 时不出现在 JSON 里
@JsonFormat(pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss")	指定日期时间的格式
@JsonAlias({"user_name", "uname"})	反序列化时，这些字段名都映射到同一个属性

public class User {
    private Long id;

    @JsonProperty("user_name")
    private String name;

    @JsonInclude(JsonInclude.Include.NON_NULL)
    private String email;          // email 为 null 时，JSON 里不会有这个字段

    @JsonFormat(pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
    private LocalDateTime createdAt;

    @JsonIgnore
    private String password;        // 永远不会出现在 JSON 里
}

LocalDateTime：JavaTimeModule

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
mapper.registerModule(new JavaTimeModule());

Jackson 默认不认识 Java 8 的 LocalDateTime/LocalDate/Instant，不注册 JavaTimeModule 直接序列化会报错，或者把时间序列化成 [2026,5,21,10,30,0] 这种数组。

Spring Boot 项目里通常不用手动注册 ------只要 classpath 里有 jackson-datatype-jsr310（spring-boot-starter-web 默认带），Spring Boot 自动配置的 ObjectMapper 已经注册好了。只有自己 new ObjectMapper()（比如 21 节 Redis 的 RedisTemplate 配置里）才需要手动注册一次。

命名策略：camelCase ↔ snake_case

Java 属性习惯驼峰 userName，但有些前端约定或第三方接口用下划线 user_name，可以全局配置命名策略，不用在每个字段上加 @JsonProperty：

@Configuration
public class JacksonConfig {
    @Bean
    public ObjectMapper objectMapper() {
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        mapper.setPropertyNamingStrategy(PropertyNamingStrategies.SNAKE_CASE);
        return mapper;
    }
}

配置后，Java 属性 userName 自动对应 JSON 字段 "user_name"，序列化和反序列化都生效。

常见异常

异常	原因	解决
UnrecognizedPropertyException	JSON 里有 Java 类没声明的字段	类上加 @JsonIgnoreProperties(ignoreUnknown = true)
InvalidDefinitionException	类没有无参构造方法，Jackson 无法实例化	加一个无参构造方法
MismatchedInputException	字段类型不匹配（JSON 是字符串，Java 字段是 Integer）	检查两边的字段类型是否一致

5. 小结

主题	关键要点
四大基类	字节流 InputStream/OutputStream，字符流 Reader/Writer
装饰器模式	流的嵌套组合增加功能（Buffered、Data、Object）
编码	不要用 FileReader/FileWriter 默认编码，用 InputStreamReader 指定 UTF-8
Files 工具类	现代 Java 首选，一行代码读写小文件，Stream 处理大文件
Path	替代 File，用 Path.of() 创建（Java 11+），Paths.get()（Java 7+）
NIO 三件套	Channel（双向通道）、Buffer（数据容器）、Selector（多路复用）
BIO vs NIO	BIO 一连接一线程，NIO 少量线程 + Selector；实际用 Netty
序列化	原生 Serializable 了解即可，实际用 Jackson / Protobuf
Jackson 实战	ObjectMapper 读写 JSON；TypeReference 处理泛型；convertValue 转换 Object；JavaTimeModule 处理 LocalDateTime

传统 I/O 类分类速查：

所有类只有两层------基础流 直接连数据源，装饰流套在外面增强功能：

	基础流（连接数据源）	装饰流（增强功能）
字节输入	FileInputStream	BufferedInputStream（加缓冲）、DataInputStream（读基本类型）、ObjectInputStream（读对象）
字节输出	FileOutputStream	BufferedOutputStream（加缓冲）、DataOutputStream（写基本类型）、ObjectOutputStream（写对象）
字符输入	FileReader、InputStreamReader（指定编码）	BufferedReader（加缓冲 + readLine）
字符输出	FileWriter、OutputStreamWriter（指定编码）	BufferedWriter（加缓冲）、PrintWriter（println/printf）

桥接流 ：InputStreamReader / OutputStreamWriter 比较特殊，它们把字节流转成字符流，同时可以指定编码，是连接两个体系的桥梁：

FileInputStream（字节）→ InputStreamReader（桥接，指定UTF-8）→ BufferedReader（装饰）

// 对应代码：从内向外一层一层套
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(              // 第三层：装饰，加缓冲 + readLine
        new InputStreamReader(                                // 第二层：桥接，字节→字符 + 指定编码
            new FileInputStream("data.txt"),                  // 第一层：基础，连接文件
            StandardCharsets.UTF_8))) {
    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
}

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下一篇预告：并发编程------线程基础、synchronized、线程池与 CompletableFuture

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