一 I/O缓冲区
用户空间：常规进程所在区域，JVM就是常规进程，该区域执行的代码不能直接访问硬件
设备
内核空间：操作系统所在区域。内核代码它能与设备控制器通讯，控制着用户区域进程的运
行状态，等等。最重要的是，所有的I/O 都直接或间接通过内核空间
数据交互：当用户（java）进程进行I/O操作的时候，它会执行一个系统调用将控制权移交给
内核，内核代码负责找到请求的数据，并将数据传送到用户空间内的指定缓冲区
内核空间缓冲区：内核代码读写数据要通过磁盘的I/O操作，由于磁盘I/O操作的速度比直接访
问内存慢了好几个数量级，所以内核代码会对数据进行高速缓存或预读取
到内核空间的缓冲区（减少磁盘I/O,提高性能）
用户空间缓冲区：同上，java I/O进程通过系统调用读写数据的速度，要比直接访问虚拟机内
存慢好几个数量级，所以可以执行一次系统调用时，预读取大量数据，缓
存在虚拟机内存中。
二 输入流InputStream、输出流OutputStream
a） FileInputStream类实现了InputStream的读取单个字节read()、读取字节数组
read(byte b[], int off, int len)的方法
FileOutputStream类实现了OutputStream的写入单个字节write(int b)、写入字节数组
write(byte b[], int off, int len)的方法（后面对Out介绍略过，参考In）
/**
* 文件输出流构造器
* name 路径名
* append 参数为true，数据将被添加到文件末尾，
* 而具有相同名字的已有文件不会被删除，否则这个方法删除所有具有相同名字的文件
*/
public FileOutputStream(String name, boolean append)
throws FileNotFoundException
{
this(name != null ? new File(name) : null, append);
}
b） 因为InputStream的实现类，只能读取字节，而且每次read都会执行一次系统调用，所
以对其实现类进行扩展是必需的，过滤器FilterInputStream继承自InputStream，是一些
扩展类（DataInputStream、BufferedInputStream）的基类。
public class FilterInputStream extends InputStream {
protected volatile InputStream in;
/**
* 构造方法受保护的，只能通过子类调用（初始化）
* 参数是InputStream的实现类，例：FileInputStream
*/
protected FilterInputStream(InputStream in) {
this.in = in;
}
c） read()方法每次都会发起一次系统调用，而系统调用的代价是非常高的，所以为了
减少系统调用的次数，就需要通过装饰器BufferedInputStream一次read()大量字节缓
存在字节数组中。这里的缓存并不是为了减少磁盘IO操作次数，因为这个操作系统
已经帮我们做了
// 默认缓存8192字节=8kb，可以通过参数进行设置
InputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("路径"), 8192);
// 每次write()的字节，都会缓存到长度8912的字节数组中，直到写满才进行系统调用一次性写入
OutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("路径"), 8192);
// 同理BufferedReader、BufferedWriter也是一样
d） 数据在读取和写入时都是字节状态，适配器DataInputStream 实现了DataInput接口
可以将读取的字节，在后台转换成java的基本类型然后进行读取，
例：readInt每次读取4个字节
/**
* DataInputStream类方法
* 转换成int类型，int4字节组成，一个字节8位
* 高位在前，进行数值还原
*/
public final int readInt() throws IOException {
int ch1 = in.read();
int ch2 = in.read();
int ch3 = in.read();
int ch4 = in.read();
if ((ch1 | ch2 | ch3 | ch4) < 0)
throw new EOFException();
return ((ch1 << 24) + (ch2 << 16) + (ch3 << 8) + (ch4 << 0));
}
e） DataOutputStream、DataInputStream两者一般结合使用，如果DataOutputStream 写
入数据，java保证我们可以使用DataInputStream准确的读取数据。还有writeUTF()和
readUTF()方法，可以对字符串进行写入、读取。 用到这两个类的来读写文件的数据格
式一般比较固定
DataInputStream buff = new DataInputStream(
new BufferedInputStream(
new FileInputStream("路径")));
f）read和write方法在执行时将阻塞，直到字节被读入或者写出。不过通常是因为网络
繁忙。available()方法“在没有阻塞的情况下所能读取的字节数”，即当前可读取
入的字节数量，那么下面这样就不会 阻塞
// 对于文件，这意味着整个文件都可读取
int bytesAvailable = in.available();
if (bytesAvailable > 0) {
byte[] bytes = new byte[bytesAvailable];
in.read(bytes);
}
g）输入流InputStream、输出流OutputStram的几个方法
public static void main(String[] args) throws IOException {
// ByteArrayInputStream 可以将一个字节数组转成输入流
InputStream in = new ByteArrayInputStream("abcdefghi".getBytes());
// 判断是否支持标记功能
in.markSupported(); // true
// 跳过2个字节
in.skip(2);
/**
* 在当前位置打标记，非所有流都支持（这个流支持）
* 如果从输入流中已经读的字节数大于5个，则这个流允许忽略这个标记（这个流不支持）
*/
in.mark(5);
// 跳过2个字节
in.skip(2);
System.out.println((char) in.read());// 输出：e
// 返回到最后一个标记，随后read将重新读入这些字节。如果没有标记不被重置
in.reset();
System.out.println((char) in.read());// 输出：c
// 超过5个字节被读取
in.skip(4);
// mark不失效
in.reset();
System.out.println((char) in.read());// 输出：c
byte[] b = new byte[10];
// 向b中塞4个字节，从b[5]开始
in.read(b, 5, 4);
// 关闭流
in.close();
// OutputStram
OutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
// 冲刷输出流，也就是将所有缓冲的数据送到目的地
out.flush();
// 冲刷并关闭流
out.close();
}
三 字符输入流Reader、字符输出流Writer
a） 不管磁盘还是网络传输，最小的存储单位都是字节，所以抽象类InputStream和
OutputStream构成了输入/输出（I/O）类层次的基础。
b） 基础的输出输入流仅支持8位的字节流，并且不能很好的处理16为的Unicode字符，
由于Unicode用于字符国际化（java本身的char也是16的Unicode，即包含两个字
节）， 所以适配器InputStreamReader、OutputStreamWriter出现了，用于字节和
字符之间的 转换。
// ByteArrayInputStream 可以将一个字节数组转成输入流
InputStream in = new ByteArrayInputStream("你好".getBytes());
// 先转换成字符，然后用BufferedReader进行缓存
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
c） 字符就是大家都能看懂的文字（包括其它国家文字）、符号之类的，比如txt存储的
都是字符。无法转换成字符的如图片、MP3
d） 以字符格式写出数据，可以使用PrintWriter，还可以设置是否每次写入都冲刷
输出流。print/println方法可以写入字符和java的基本类型
/**
* 其中的一个私有构造器方法
* @param charset 以选定的字符编码，将Unicode字符转换成字节进行存储
* @param file 文件路径
* @throws FileNotFoundException
*/
private PrintWriter(Charset charset, File file)
throws FileNotFoundException
{
this(new BufferedWriter(//对字符缓存
new OutputStreamWriter(
new FileOutputStream(file), charset)),false);
}
e） 以字符格式读取数据，可以使用BufferedReader，有一个readLine()方法，每次读取一
行。没有按java基本类型读取数据功能。
下面是将字节按照GBK字符集格式转换成字符。
BufferedReader buff = new BufferedReader(
new InputStreamReader(
new FileInputStream(path), "GBK"));
f） java.util.Scanner类可以按行读取数据，也可以按java基本类型读取数据。
g） RandomAccessFile类可以在文件中任何位置查找和写入数据，适合大小已知的记录
组成的文件。类中有一个表示下一个读入或写出的字节所处的位置，用seek()方法，
可以设置指针在文件中的任意位置。其实现了DataOutput, DataInput接口，可以对
java的基本类型进行读写。在使用该类时，一般要知道文件的排版。还有其大多
功能都可以用nio取代
//只能进行读入访问
RandomAccessFile in = new RandomAccessFile(path, "r");
//可以进行读入、写出访问
RandomAccessFile inOut = new RandomAccessFile(path, "rw");
四 ZipInputStream和ZipOutputStream
//压缩：写出到ZIP文件
ZipOutputStream zipOut = new ZipOutputStream(new FileOutputStream("压缩文件路径.zip"));
//压缩文件中的每一项都是一个ZipEntry对象
ZipEntry entry = new ZipEntry("文件名字");
//将ZipEntry添加到压缩文件中
zipOut.putNextEntry(entry);
//可以通过缓存流写入数据
BufferedOutputStream outbuf = new BufferedOutputStream(zipOut);
//还可以继续嵌套
DataOutputStream dou = new DataOutputStream(outbuf);
//解压：将文件从压缩文件中读出
ZipInputStream zipIn = new ZipInputStream(new FileInputStream("压缩文件路径.zip"));
//返回下一个ZipEntry对象，没有更多项返回null
zipIn.getNextEntry();
//可以通过缓存流读取数据
BufferedInputStream inbuf = new BufferedInputStream(zipIn);
//还可以继续嵌套
DataInputStream din = new DataInputStream(inbuf);
a） ZipInputStream不能一次解压整个压缩文件，只能一次一个ZipEntry 的解压。
ZipOutputStream不能一次压缩一个文件夹，只能一次一个ZipEntry 的压缩。
b） ZipInputStream的read方法再碰到当前ZipEntry结尾时返回-1，然后必须调用
closeEntry来读入下一个ZipEntry 。写入时同理。
五 对象序列化
a）java的对象序列化将那些实现了Serializable接口的对象转换成一个字节序列，并可以将
转换的字节序列恢复为原来的对象，这种机制可以弥补不同操作系统之间的差异，可以在
windows上序列化传到unix恢复
b）java的远程方法调用RMI(Remote Mthod Invocation)就是通过序列化实现的，当远程对象
发送信息时，需要通过对象序列化来传输参数和返回值
c）对象序列化不紧可以保存对象的全景图，还能追踪对象内所包含的全部引用，并保存那
些对象
d）序列化时每个对象的引用都会关联一个序列号，相同对象的重复序列化，将被存储为对
这个对象序列号的引用。反序列化时过程相反。
e）在反序列化一个对象时，会拿其序列号与它所属类的当前序列号进行对比，不匹配，说明
这个类在序列化后发生过变化，这涉及“版本管理”就不概述了
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
// 序列化
ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
// 创一个ObjectOutputStream 写出到指定的OutputStream
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(out);
// 这个方法将存储指定对象的类、类的签名，以及这个类及其超类中所有非静态和非transient（瞬时）修饰的域的值
oos.writeObject("实现Serializable接口的对象");
oos.writeObject("可以序列化多个对象");
// 反序列化
byte[] bs = out.toByteArray();
InputStream is = new ByteArrayInputStream(bs);
// 创建一个ObjectInputStream 用于从指定的InputStream读回对象信息
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(is);
// 返回对象的类、签名、以及这个类及其超类中所有非静态和非瞬时域的值
String str1 = (String) ois.readObject();
String str2 = (String) ois.readObject();
System.out.println(str1 + str2);
}
f） 实现Externalizable接口，它继承自Serializable。在其序列化时会调用writeExternal方法，
反序列化时通过调用无参构造器，然后调用readExternal进行对象的初始化。
public class Test implements Externalizable {
private String str;
private int i;
// 反序列化时调用
public Test() {
System.out.println("无参构造器");
}
public Test(String str, int i) {
System.out.println("构造器");
this.str = str;
this.i = i;
}
@Override
public String toString() {
return str + i;
}
// 序列化时调用
@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
out.writeObject("writeExternal-");
out.writeInt(1);
}
// 反序列化时调用
@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
this.str = (String) in.readObject();
this.i = in.readInt();
}
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
// 初始化
Test test = new Test("test", 0);
// 序列化
ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(outputStream);
oos.writeObject(test);
oos.close();
// 反序列化
ByteArrayInputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(inputStream);
Test te = (Test) ois.readObject();
System.out.println(te);
inputStream.close();
ois.close();
}
}
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