文件在网络上或不同设备之间是怎么传输的，在Java程序中又是怎么来实现文件的传输，带着这两个问题，来了解一下Java中的IO流相关类及操作。
一、什么是流及流的用途
流是一组有顺序，有起点和终点的字节的集合，是对数据传输的总称和抽象。简单说流就是在不同设备之间进行数据传输。流的本质是数据传输，JDK为了方便开发者操作流，根据数据传输的各种特性，将流抽象为多种类，从而更加方便直观的操作。
二、流的分类
根据处理的数据类型的不同，可将IO流分为字节流和字符流；根据IO流的流向又可将其分为输入流和输出流。一般来说，如果没有指出按什么分类，IO流的分类默认按处理数据的类型分为：字符输入流、字符输出流、字节输入流及字节输出流。
三、字符流和字节流的区别
字符流的由来： 因为数据编码不同，而有了对字符进行高效操作的流对象。字符流本质是基于字节流读取，并查询指定的码表。
l 读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位，字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。
l 处理对象不同：字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等），而字符流只能处理字符类型的数据。
结论：只要是处理纯文本数据，优先考虑使用字符流。 除此之外都使用字节流。
四、 输入流和输出流
输入和输出相对于内存而言，输入读入内存，输出从内存输出。对输入流只能进行读操作，对输出流只能进行写操作。
五、 流对象
1) 字符输入流 Reader
- Reader 是所有的输入字符流的父类，它是一个抽象类；
- CharReader、StringReader 是两种基本的介质流，它们分别将Char 数组、String中读取数据。PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据；
- BufferedReader 很明显就是一个装饰器，它和其子类负责装饰其它Reader 对象；
- FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类，其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰，会增加一个行号；
- InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁，它将字节流转变为字符流。FileReader 可以说是一个达到此功能、常用的工具类，在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。后面会有Reader 与InputStream 的对应关系。
2)字符输出流 Writer
- Writer 是所有的输出字符流的父类，它是一个抽象类；
- CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流，它们分别向Char 数组、String 中写入数据。PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据；
- BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能；
- PrintWriter 和PrintStream 极其类似，功能和使用也非常相似；
- OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁，它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类（具体可以研究一SourceCode）。功能和使用和OutputStream 极其类似，后面会有它们的对应图。
3)字节输入流 InputStream
- InputStream 是所有的输入字节流的父类，它是一个抽象类；
- ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流，它们分别从Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据，与Piped 相关的知识后续单独介绍；
- ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子类都是装饰流（装饰器模式的主角）。
4)字节输出流 OutputStream
- OutputStream 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类；
- ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是两种基本的介质流，它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据；
- ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子类都是装饰流。
六、转换流
1)具体实现对象类
- InputStreamReader 字节到字符的桥梁
- OutputStreamWriter 字符到字节的桥梁
注意：这两个流对象是字符体系中的成员，本身是字符流，所以在构造的时候需要传入字节流对象。
2)特点：
- 字符流和字节流之间的桥梁
- 可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符
- 可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节
3)什么时候使用转换流
- 当字节和字符之间有转换动作时；
- 流操作的数据需要编码或解码时。
七、File类
File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象，可以通过面向对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息，包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名，判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表，创建、删除文件和目录等方法。
八、RandomAccessFile类
该对象并不是流体系中的一员，其封装了字节流，同时还封装了一个缓冲区（字符数组），通过内部的指针来操作字符数组中的数据。 该对象特点：
1)该对象只能操作文件，所以构造函数接收两种类型的参数：a.字符串文件路径；b.File对象。
2)该对象既可以对文件进行读操作，也能进行写操作，在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)
注意：该对象在实例化时，如果要操作的文件不存在，会自动创建；如果文件存在，写数据未指定位置，会从头开始写，即覆盖原有的内容。 可以用于多线程下载或多个线程同时写数据到文件。
看完了上面的总结，不知道亲是否对IO流的操作有个整体的印象，接下来还是通过代码来体现一下面向对象的思想吧。
package cn.dolphin.io; import java.io.BufferedInputStream; import java.io.BufferedOutputStream; import java.io.BufferedReader; import java.io.BufferedWriter; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.FileReader; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.io.OutputStreamWriter; import java.io.PrintStream; //import java.io.PrintWriter; /** * Java中IO操作的演示 * * @author Cyanide * @version v1.0.0 * @since v1.0.0 * */ public class FileDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { // createFile(); // copyText1(); // copyText2(); // copyText3(); // copyText4(); // copyText5(); // copyBinary1(); // copyBinary2(); // copyBinary3(); //copyBinary4(); //codec(); printFlow(); } // -------------------------------------------------// // 基本类输入输出流对象及高效缓冲流对象 // // -------------------------------------------------// /** * File类的文件目录创建及删除操作演示 * * @throws IOException */ static void createFile() throws IOException { File f1 = new File("file.txt"); File f2 = new File("directory"); // 在当前项目目录中创建文件，需要处理异常。 f1.createNewFile(); // 在当前项目目录中创建目录 f2.mkdir(); // 删除创建的目录的文件 f1.delete(); f2.delete(); } /** * 文本文件的复制操作，基本实现，每读一个字符写一次。 * * @throws IOException */ static void copyText1() throws IOException { // 创建FileReader对象，抛出FileNotFoundException。 FileReader fileReader = new FileReader("file.txt"); // 创建FileWriter对象，抛出IOException。 FileWriter fileWriter = new FileWriter("copies.txt"); int num = 0;// fileReader.read()读到文件末尾返回-1。 while ((num = fileReader.read()) != -1) { fileWriter.write(num); } fileWriter.close(); fileReader.close(); // 点评：效率低下，因此会采用第二种方式进行拷皮。 } /** * 文本文件的复制操作，每读1024个字符写一次。 * * @throws IOException */ static void copyText2() throws IOException { FileReader fileReader = new FileReader("file.txt"); FileWriter fileWriter = new FileWriter("copies.txt"); // length每次读出字符的实际长度 int length = 0; char[] chs = new char[1024]; while ((length = fileReader.read(chs)) != -1) { // 注意：fileReader.read()将读到的字符存入数组，如果最后 // 一次读到字符长度不足字符数组长度时，未覆盖索引处字符也会 // 读出，因此指定 length，读多少，写多少。 fileWriter.write(chs, 0, length); } fileWriter.close(); fileWriter.close(); // 点评：效率比copyText1()高出很多，但还有更好的。 } /** * 文本文件的复制操作，高效缓存读写，每次一个字符。 * * @throws IOException */ static void copyText3() throws IOException { BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader( "file.txt")); BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter( "copies.txt")); int num = 0; while ((num = bufferedReader.read()) != -1) { bufferedWriter.write(num); } bufferedWriter.close(); bufferedReader.close(); } /** * 文本文件的复制操作，高效缓存读写，每次读1024个字符。 * * @throws IOException */ static void copyText4() throws IOException { BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader( "file.txt")); BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter( "copies.txt")); int length = 0; char[] chs = new char[1024]; while ((length = bufferedReader.read(chs)) != -1) { bufferedWriter.write(chs, 0, length); } bufferedWriter.close(); bufferedReader.close(); } /** * 文本文件的复制操作，高效缓存读写，每次读一行，特有方法读写。 * * @throws IOException */ static void copyText5() throws IOException { BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader( "file.txt")); BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter( "copies.txt")); String str = null; while ((str = bufferedReader.readLine()) != null) { bufferedWriter.write(str); // readLine()方法读取不带换行，所以需要写入换行。 bufferedWriter.newLine(); bufferedWriter.flush(); } bufferedWriter.close(); bufferedReader.close(); } /** * 二进制文件的复制操作，基本实现，每读一个字节写一次。 * * @throws IOException */ static void copyBinary1() throws IOException { FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("file.bmp"); FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("copies.bmp"); int num = 0; while ((num = fileInputStream.read()) != -1) { fileOutputStream.write(num); } fileInputStream.close(); fileOutputStream.close(); } /** * 二进制文件的复制操作，每读1024个字节写一次。 * * @throws IOException */ static void copyBinary2() throws IOException { FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("file.bmp"); FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("copies.bmp"); int length = 0; byte[] bytes = new byte[1024]; while ((length = fileInputStream.read(bytes)) != -1) { fileOutputStream.write(bytes, 0, length); } fileInputStream.close(); fileOutputStream.close(); } /** * 二进制文件的复制操作，高效缓存读写，每次一个字节。 * * @throws IOException */ static void copyBinary3() throws IOException { BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream( new FileInputStream("file.bmp")); BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream( new FileOutputStream("copies.bmp")); int num = 0; while ((num = bufferedInputStream.read()) != -1) { bufferedOutputStream.write(num); } bufferedOutputStream.close(); bufferedInputStream.close(); } /** * 二进制文件的复制操作，高效缓存读写，每次读1024个字节。 * * @throws IOException */ static void copyBinary4() throws IOException { BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream( new FileInputStream("file.bmp")); BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream( new FileOutputStream("copies.bmp")); int length = 0; byte[] bytes = new byte[1024]; while ((length = bufferedInputStream.read(bytes)) != -1) { bufferedOutputStream.write(bytes, 0, length); } bufferedInputStream.close(); bufferedOutputStream.close(); } // -------------------------------------------------// // 缓冲高效转换流对象 // // -------------------------------------------------// /** * 高效缓冲流结合转换流对文本进行复制编码及解码过程。 * @throws IOException */ static void codec() throws IOException { //编码过程，将文本文件中编码。 BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader( new InputStreamReader(new FileInputStream("file.txt"), "gb2312")); //解码过程，将解码后的流写入文本文件。 //BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter( //new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("copies.txt"),"gb2312")); //将键盘录入内容编码 //System.out.print("输入测试文本内容："); //BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in,"gb2312")); //将解码后的流直接输出到Console。 BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out,"utf-8")); int length = 0; char[] chs = new char[1024]; while ((length = bufferedReader.read(chs))!=-1) { bufferedWriter.write(chs,0,length); } bufferedWriter.close(); bufferedReader.close(); //总结：用什么编码，就用什么解码。 如果编码和解码不一致，如果上例就会出现乱码显示。 } static void printFlow() throws IOException{ BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("file.txt")); //将流写入文本。 //PrintWriter printWriter = new PrintWriter(new FileWriter("copies.txt"),true); //将流输出到Console。 PrintStream printStream = new PrintStream(System.out); char[] chs = new char[1024]; while (bufferedReader.read(chs)!=-1) { printStream.println(chs); //printWriter.println(chs); bufferedReader.read(chs); } bufferedReader.close(); printStream.close(); } }
最后PrintStream及PrintWriter只是输出，没有相应的输入。想想Java开始的第一天那个HelloWorld就用到了PrintStream只是刚开始不明白罢了。或许现在了还有不明白的地方，但随着知识的积累，相信学习Java会是件很快乐的事。