Java IO操作与字节流

File类

一个File类的对象，表示了磁盘上的文件或目录。
File类提供了与平台无关的方法来对磁盘上的文件或目录进行操作

流式I/O

流(Stream)是字节的源或目的。
两种基本的流是：输入流(Input Stream)和输出流(Output Stream)。可从中读出一系列字节的对象称为输入流。而能向其中写入一系列字节的对象称为输出流。
流的分类
节点流：从特定的地方读写的流类，例如：磁盘或一块内存区域。
过滤流：使用节点流作为输入或输出。过滤流是使用一个已经存在的输入流或输出流连接创建的。
InputStream
三个基本的读方法
        abstract int read()：读取一个字节数据，并返回读到的数据，如果返回-1，表示读到了输入流的末尾。
        int read(byte[] b) ：将数据读入一个字节数组，同时返回实际读取的字节数。如果返回-1，表示读到了输入流的末尾。
        int read(byte[] b, int off, int len)：将数据读入一个字节数组，同时返回实际读取的字节数。如果返回-1，表示读到了输入流的末尾。off指定在数组b中存放数据的起始偏移位置；len指定读取的最大字节数。
其它方法
        long skip(long n)：在输入流中跳过n个字节，并返回实际跳过的字节数。
        int available()：返回在不发生阻塞的情况下，可读取的字节数。
        void close()：关闭输入流，释放和这个流相关的系统资源。
        void mark(int readlimit)：在输入流的当前位置放置一个标记，如果读取的字节数多于readlimit设置的值，则流忽略这个标记。
        void reset()：返回到上一个标记。
        boolean markSupported()：测试当前流是否支持mark和reset方法。如果支持，返回true，否则返回false。
java.io包中 InputStream的类层次

OutputStream

三个基本的写方法
       abstract void write(int b)：往输出流中写入一个字节。
       void write(byte[] b)：往输出流中写入数组b中的所有字节。
       void write(byte[] b, int off, int len)：往输出流中写入数组b中从偏移量off开始的len个字节的数据。
其它方法
       void flush()：刷新输出流，强制缓冲区中的输出字节被写出。
        void close()：关闭输出流，释放和这个流相关的系统资源。

java.io包中 OutputStream的类层次

基本的流类

FileInputStream和FileOutputStream
       节点流，用于从文件中读取或往文件中写入字节流。如果在构造FileOutputStream时，文件已经存在，则覆盖这个文件。

BufferedInputStream和BufferedOutputStream
       过滤流，需要使用已经存在的节点流来构造，提供带缓冲的读写，提高了读写的效率。

DataInputStream和DataOutputStream
         过滤流，需要使用已经存在的节点流来构造，提供了读写Java中的基本数据类型的功能。

PipedInputStream和PipedOutputStream
       管道流，用于线程间的通信。一个线程的PipedInputStream对象从另一个线程的PipedOutputStream对象读取输入。要使管道流有用，必须同时构造管道输入流和管道输出流。

Java I/O库的设计原则
Java的I/O库提供了一个称做链接的机制，可以将一个流与另一个流首尾相接，形成一个流管道的链接。这种机制实际上是一种被称为Decorator(装饰)设计模式的应用。
通过流的链接，可以动态的增加流的功能，而这种功能的增加是通过组合一些流的基本功能而动态获取的。
我们要获取一个I/O对象，往往需要产生多个I/O对象，这也是Java I/O库不太容易掌握的原因，但在I/O库中Decorator模式的运用，给我们提供了实现上的灵活性。
I/O流的链接
Reader和Writer
Java程序语言使用Unicode来表示字符串和字符。
Reader和Writer这两个抽象类主要用来读写字符流。
java.io包中Reader的类层次
java.io包中Writer的类层次

字符集的编码
ASCII(American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准代码)，是基于常用的英文字符的一套电脑编码系统。我们知道英文中经常使用的字符、数字符号被计算机处理时都是以二进制码的形式出现的。这种二进制码的集合就是所谓的ASCII码。每一个ASCII码与一个8位（bit）二进制数对应。其最高位是0，相应的十进制数是0-127。如，数字“0”的编码用十进制数表示就是48。另有128个扩展的ASCII码，最高位都是1，由一些制表符和其它符号组成。ASCII 是现今最通用的单字节编码系统。
GB2312：GB2312码是中华人民共和国国家汉字信息交换用编码，全称《信息交换用汉字编码字符集－基本集》。主要用于给每一个中文字符指定相应的数字，也就是进行编码。一个中文字符用两个字节的数字来表示，为了和ASCII码有所区别，将中文字符每一个字节的最高位置都用1来表示。
GBK：为了对更多的字符进行编码，国家又发布了新的编码系统GBK(GBK的K是“扩展”的汉语拼音第一个字母)。在新的编码系统里，除了完全兼容GB2312 外，还对繁体中文、一些不常用的汉字和许多符号进行了编码。
ISO-8859-1：是西方国家所使用的字符编码集，是一种单字节的字符集 ，而英文实际上只用了其中数字小于128的部分。

字符集的编码
Unicode：这是一种通用的字符集，对所有语言的文字进行了统一编码，对每一个字符都用2个字节来表示，对于英文字符采取前面加“0”字节的策略实现等长兼容。如 “a” 的ASCII码为0x61，UNICODE就为0x00，0x61。
UTF- 8：Eight-bit UCS Transformation Format，(UCS，Universal Character Set，通用字符集，UCS 是所有其他字符集标准的一个超集)。一个7位的ASCII码值，对应的UTF码是一个字节。如果字符是0x0000，或在0x0080与0x007f之间，对应的UTF码是两个字节，如果字符在0x0800与0xffff之间，对应的UTF码是三个字节。
RandomAccessFile
RandomAccessFile类同时实现了DataInput和DataOutput接口，提供了对文件随机存取的功能，利用这个类可以在文件的任何位置读取或写入数据。
RandomAccessFile类提供了一个文件指针，用来标志要进行读写操作的下一数据的位置。

对象序列化
将对象转换为字节流保存起来，并在日后还原这个对象，这种机制叫做对象序列化。
将一个对象保存到永久存储设备上称为持续性。
一个对象要想能够实现序列化，必须实现Serializable接口或Externalizable接口。

对象序列化
当一个对象被序列化时，只保存对象的非静态成员变量，不能保存任何的成员方法和静态的成员变量。
如果一个对象的成员变量是一个对象，那么这个对象的数据成员也会被保存。
如果一个可序列化的对象包含对某个不可序列化的对象的引用，那么整个序列化操作将会失败，并且会抛出一个NotSerializableException。我们可以将这个引用标记为transient，那么对象仍然可以序列化。

总结
InputStream和OutputStream：字节流的输入输出。
Reader和Writer：字符流的输入输出。
流的链接(Java I/O库的设计原则)