Java流类图结构

流的概念和作用

流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

IO流的分类

根据处理数据类型的不同分为：字符流和字节流
根据数据流向不同分为：输入流和输出流

字符流和字节流

字符流的由来：因为数据编码的不同，而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时，去查了指定的码表。字节流和字符流的区别：

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。
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。
字节流：一次读入或读出是8位二进制。
字符流：一次读入或读出是16位二进制。

设备上的数据无论是图片或者视频，文字，它们都以二进制存储的。
二进制的最终都是以一个8位为数据单元进行体现，所以计算机中的最小数据单元就是字节。
意味着，字节流可以处理设备上的所有数据，所以字节流一样可以处理字符数据。

结论：只要是处理纯文本数据，就优先考虑使用字符流。除此之外都使用字节流。

输入流和输出流

输入流只能进行读操作，输出流只能进行写操作，程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。

总结：

输入流，从文件中读到程序中：InputStream、Reader
输出流，从程序中输出到文件中：OutputStream、Writer

输入字节流 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）。

输出字节流 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。

节点流

节点流：直接与数据源相连，读入或读出。
直接使用节点流，读写不方便，为了更快的读写文件，才有了处理流。

常用的节点流

父　类：InputStream、OutputStream、Reader、Writer
文　件：FileInputStream、FileOutputStrean、FileReader、FileWriter 文件进行处理的节点流
数　组：ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream、CharArrayReader、CharArrayWriter 对数组进行处理的节点流（对应的不再是文件，而是内存中的一个数组）
字符串：StringReader、StringWriter 对字符串进行处理的节点流
管　道：PipedInputStream、PipedOutputStream、PipedReader、PipedWriter 对管道进行处理的节点流

处理流

处理流和节点流一块使用，在节点流的基础上，再套接一层，套接在节点流上的就是处理流。如BufferedReader.处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接。

常用的处理流

缓冲流，增加缓冲功能，避免频繁读写硬盘：BufferedInputStrean、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter
转换流，实现字节流和字符流之间的转换：InputStreamReader、OutputStreamReader
数据流，提供将基础数据类型写入到文件中，或者读取出来：DataInputStream、DataOutputStream等

转换流

InputStreamReader 、OutputStreamWriter 要InputStream或OutputStream作为参数，实现从字节流到字符流的转换。

构造函数

// 通过构造函数初始化，使用的是本系统默认的编码表GBK。
InputStreamReader(InputStream);
 
// 通过该构造函数初始化，可以指定编码表。
InputStreamReader(InputStream,String charSet);
 
// 通过该构造函数初始化，使用的是本系统默认的编码表GBK。
OutputStreamWriter(OutputStream);
 
// 通过该构造函数初始化，可以指定编码表。
OutputStreamwriter(OutputStream,String charSet);

实战演练

FileInputStream类的使用：读取文件内容

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
 
public class Input {
 
  /**
   * 读取指定文件的内容
   */
  public static void main(String[] args) throws IOException {
    //电脑d盘中的abc.txt 文档
    String filePath = "D:/abc.txt" ;
    //1.根据path路径实例化一个输入流的对象
    FileInputStream input  = new FileInputStream(filePath);
    //2.返回这个输入流中可以被读的剩下的bytes字节的估计值；
    int size =  input.available() ;
    //3.根据输入流中的字节数创建byte数组；
    byte[] array = new byte[size];
    //4.把数据读取到数组中；
    input.read( array ) ; 
    //5.根据获取到的Byte数组新建一个字符串，定义编码格式，然后输出
    String result = new String(array, "UTF-8");
    System.out.println(result);
    //6.关闭流
    input.close();
  }
}

FileOutputStream 类的使用：将内容写入文件

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
 
public class Output {
  /**
   * 根据文件路径创建输出流
   */
  public static void main(String[] args) throws IOException {
    //电脑d盘中的abc.txt 文档
    String filePath = "D:/abc.txt" ;
    //要写入的内容
    String content = "今天是2020年08月22日,天气晴" ;
    //1.根据文件路径创建输出流
    FileOutputStream output  = new FileOutputStream(filePath);
    //2.把string转换为byte数组；
    byte[] array = content.getBytes() ;
    //3.把byte数组输出；
    output.write(array);
    //4.关闭流
    output.close();
  }
}

注意：

在实际的项目中，所有的IO操作都应该放到子线程中操作，避免堵住主线程。
FileInputStream在读取文件内容的时候，我们传入文件的路径（”D:/abc.txt”）, 如果这个路径下的文件不存在，那么在执行readFile()方法时会报FileNotFoundException异常。
FileOutputStream在写入文件的时候，我们传入文件的路径（”D:/abc.txt”）, 如果这个路径下的文件不存在，那么在执行writeFile()方法时, 会默认给我们创建一个新的文件。还有重要的一点，不会报异常。

综合练习，实现复制文件，从D盘复制到E盘

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
 
public class CopyFile {
  /**
   * 文件复制
   */
   public static void main(String[] args) throws IOException {
      // 需要复制文件的路径
      String filePath_old = "D:/abc.txt";
      // 复制文件存放的路径
      String filePath_new = "E:/abc.txt";
      // 1.根据path路径实例化一个输入流的对象
      FileInputStream input = new FileInputStream(filePath_old);
      // 2. 返回这个输入流中可以被读的剩下的bytes字节的估计值；
      int size = input.available();
      // 3. 根据输入流中的字节数创建byte数组；
      byte[] array = new byte[size];
      // 4.把数据读取到数组中；
      input.read(array);
      // 5.根据文件路径创建输出流
      FileOutputStream output = new FileOutputStream(filePath_new);
      // 6.把byte数组输出；
      output.write(array);
      // 7.关闭流
      input.close();
      output.close();
   }
}