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「Java基础」IO流体系设计 java基础io全部流详解

gowuye 2024-04-04 11:54 9 浏览 0 评论

I/O 即输入Input/ 输出Output,其实就是计算机调度把各个存储中(包括内存和外部存储)的数据写入写出的过程。

通过抽象的“流”的形式允许程序使用相同的方式来访问不同的输入/输出源,封装成各种“类”,都放在java.io这个包里面。

流的抽象

java中用“流(stream)”来抽象输入输出的功能,表示从起源(source)到接收的(sink)的有序数据。

从流的方向分类:

  • 输入流,从数据源读取数据,由InputStream和Reader作为基类。
  • 输出流,向目的地写入数据,由OutputStream和Writer作为基类。

从流的操作对象来分类:

  • 字节流,以字节(8位字节)为主要操作对象,由InputStream和OutputStream作为基类。
  • 字符流,以字符(16位的字符)为主要操作对象,由Reader和Writer作为基类。

从流的操作方式来分类:

  • 节点流,就是直接面向特定的IO设备的原始流。
  • 处理流,就是在已经存在的流对象之上的更高级操作,这一般IO对经典装饰者模式的应用。

常见的处理流

  • 缓冲流:在读入或写出时,对数据进行缓存,以减少I/O的次数。
  • 抽象的过滤流:在数据进行读或写时进行过滤。
  • 转换流:按照一定的编码/解码标准将字节流转换为字符流,或进行反向转换。
  • 对象流,处理Java对象的读写,也就是序列化和反序列化的操作。
  • 特殊数据流: 按Java基本数据类型读、写。
  • 文件流、数组流、字符串流:都是封装针对具体的对象的流。

IO的使用

  • Java IO大量使用了装饰者(Decorator)模式,如果自定义一个处理流的类,也应当如此。
  • 针对各种源读写都有特定的类。一般以此为基础,加以组装,来适配特定业务。
  • 注意字符与字节的转换,可能会需要合适的字符编码。
  • 首先设计功能操作,再设计性能操作。
  • n尽量使用已经包装好的公共IO组件,如Commons-IO包。

IO技术分类

  • BIO (同步阻塞 I/O),服务器实现模式为一个连接一个线程,即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理。java.io包下面实现的就是BIO。
  • NIO(同步非阻塞 I/O),服务器实现模式为一个请求一个线程,即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上,多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。java.nio包下面实现的就是NIO。
  • AIO (异步非阻塞 I/O),服务器实现模式为一个有效请求一个线程,客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。java.nio包下面新的一些API及实现是AIO。

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