IO 流在 Java 中分为输入流和输出流，按照传输单位（数据处理方式）又分为字节流和字符流。Java 有四个 IO 流抽象类基类：

InputStream/OutputStream：字节输入流，字节输出流。
Reader/Writer：字符输入流，字符输出流。

字节流

InputStream

InputStream 用于从源头（如文件）读取字节数据到内存中，InputStream 的常用用法：

read()：返回输入流中下一个字节的数据。返回的值介于 0 到 255 之间。如果未读取任何字节，则代码返回 -1 ，表示文件结束。
read(byte b[ ]) : 从输入流中读取一些字节存储到数组 b 中。如果数组 b 的长度为零，则不读取。如果没有可用字节读取，返回 -1。如果有可用字节读取，则最多读取的字节数最多等于 b.length ，返回读取的字节数。这个方法等价于 read(b, 0, b.length)。
read(byte b[], int off, int len)：在 read(byte b[ ]) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字节数）。
skip(long n)：忽略输入流中的 n 个字节 ,返回实际忽略的字节数。
available()：返回输入流中可以读取的字节数。
close()：关闭输入流释放相关的系统资源。

从 Java 9 开始，InputStream 新增加了多个实用的方法：

readAllBytes()：读取输入流中的所有字节，返回字节数组。
readNBytes(byte[] b, int off, int len)：阻塞直到读取 len 个字节。
transferTo(OutputStream out)：将所有字节从一个输入流传递到一个输出流。

常见 InputStream

常用的 InputStream 如下：

FileInputStream：用于读取文件。
BufferInputStream：带缓冲区的 InputStream，缓冲区缓冲数据，有助于减少 IO。
DataInputStream：用于读取指定类型数据，如 readBoolean、readInt、readUTF 等。
ObjectInputStream：用于从输入流中读取 Java 对象（反序列化）。

OnjectInputStream 用于序列化和反序列化的类必须实现 Serializable 接口，对象中如果有属性不想被序列化，使用 transient 修饰。

OutputStream

OutputStream 用于将字节数据写入到目的地（文件等），OutputStream 的常用用法：

write(int b)：将特定字节写入输出流。
write(byte b[ ]) : 将数组b 写入到输出流，等价于 write(b, 0, b.length) 。
write(byte[] b, int off, int len) : 在write(byte b[ ]) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字节数）。
flush()：刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。
close()：关闭输出流释放相关的系统资源。

常用 OutputStream

常用 OutputStream 如下：

FileOutputStream：用于写入文件。
BufferOutputStream：带缓冲区的 OutputStream。
DataOutputStream：用于写入指定类型数据。
ObjectOutputStream：用于对象序列化。

字节缓冲流

IO 操作是很消耗性能的，缓冲流将数据加载至缓冲区，一次性读取/写入多个字节，从而避免频繁的 IO 操作，提高流的传输效率。字节缓冲流这里采用了装饰器模式来增强 InputStream 和OutputStream子类对象的功能。

字节流和字节缓冲流的性能差别主要体现在：调用 write(int b) 和 read() 这两个一次只读取一个字节的方法的时候。由于字节缓冲流内部有缓冲区（字节数组），因此，字节缓冲流会先将读取到的字节存放在缓存区，大幅减少 IO 次数，提高读取效率。

如果使用 read(byte b[]) 和 write(byte b[], int offset, int len) 方法进行批量读取，性能是差不多的。

原理

BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 内部维护了一个字节数组缓冲区，不会一个字节的进行读取或者写入，而是先缓存到缓冲区中，大幅度减少 IO 次数。

缓冲区的大小，默认是 8192 字节。

打印流

System.out.print 方法中，System.out 实际是用于获取一个 PrintStream 对象，print方法实际调用的是 PrintStream 对象的 write 方法。

PrintStream 属于字节打印流，与之对应的是 PrintWriter （字符打印流）。PrintStream 是 OutputStream 的子类，PrintWriter 是 Writer 的子类。

随机访问流

构造方法

随机访问流指支持随意跳转到文件的任意位置进行读写的 RandomAccessFile，构造方法如下，其中 mode 可以指定读写模式。读写模式包括：

r：只读。
rw：读写。
rws：同步更新对”文件的内容”或”元数据”的修改到外部存储设备。
rwd：同步更新对”文件的内容”的修改到外部存储设备。

// openAndDelete 参数默认为 false 表示打开文件并且这个文件不会被删除
public RandomAccessFile(File file, String mode)
    throws FileNotFoundException {
    this(file, mode, false);
}
// 私有方法
private RandomAccessFile(File file, String mode, boolean openAndDelete)  throws FileNotFoundException{
  // 省略大部分代码
}

原理

RandomAccessFile 内部维护了一个文件指针，用来表示下一个将要被写入或者读取的字节所处的位置。可以通过 seek(long pos) 方法设置指针的偏移量。

应用 - 断点续传

RandomAccessFile 的一个比较常见的应用就是实现文件的断点续传，分片（先将文件切分成多个文件分片）上传是断点续传的基础。RandomAccessFile 可以实现文件的分片：

字符流

字节流不能处理如 Unicode（占两字节）、UTF-8（英文一字节，中文三字节）、GBK（英文一字节，中文两字节）等编码的情况，所以引入字符流，用于直接操作字符。

Reader

Reader 用于从源头（文件等）读取字符数据到内存中，Reader 常用方法：

read() : 从输入流读取一个字符。
read(char[] cbuf) : 从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中，等价于 read(cbuf, 0, cbuf.length) 。
read(char[] cbuf, int off, int len)：在read(char[] cbuf) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字符数）。
skip(long n)：忽略输入流中的 n 个字符 ,返回实际忽略的字符数。
close() : 关闭输入流并释放相关的系统资源。

Writer

Writer 用于将字符数据写入到目的地（文件等），常用方法如下：

write(int c) : 写入单个字符。
write(char[] cbuf)：写入字符数组 cbuf，等价于write(cbuf, 0, cbuf.length)。
write(char[] cbuf, int off, int len)：在write(char[] cbuf) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字符数）。
write(String str)：写入字符串，等价于 write(str, 0, str.length()) 。
write(String str, int off, int len)：在write(String str) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字符数）。
append(CharSequence csq)：将指定的字符序列附加到指定的 Writer 对象并返回该 Writer 对象。
append(char c)：将指定的字符附加到指定的 Writer 对象并返回该 Writer 对象。
flush()：刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字符。
close():关闭输出流释放相关的系统资源。

转换流

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换，Java API 提供了两个转换流：

InputStreamReader：将 InputStream 转换为 Reader（解码）。
- 构造器：public InputStreamReader(InputStream in)、public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)
OutputStreamWriter：将 Writer 转换为 OutputStream（编码）。
- 构造器：public OutputStreamWriter(OutputStream out)、public OutputSreamWriter(OutputStream out,String charsetName)

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字节流