一.基本概念
1.1 什么是IO流？
他是一種數(shù)據(jù)的流，從源頭流到目的地。比如文件的拷貝，輸入流從文件中讀取到進(jìn)程，輸出流從進(jìn)程寫入文件中。
1.2 字節(jié)流與字符流的區(qū)別？
字節(jié)流在JDK1.0的時(shí)候就被引入了，用以操作字符集類型為ASCII的數(shù)據(jù)。為了能夠操作Unicode類型的數(shù)據(jù)，JDK1.1引入了字符流。
1.3 ASCII Unicode 和 UTF-8
我們知道，計(jì)算機(jī)內(nèi)部所有的信息最終都是以字節(jié)的形式存儲(chǔ)的，一個(gè)字節(jié)有8位，每一位上都是0或者1。那么總共有256種組合方式。在上世紀(jì)60年代，美國(guó)制定了一套英語(yǔ)字符與二進(jìn)制位之間的關(guān)系。這種關(guān)系被稱為ASCII碼，他一共規(guī)定了128個(gè)字符的編碼，比如空格是32，大寫的A是65。這128個(gè)字符只占用了一個(gè)字節(jié)的最后一位，第一位設(shè)置為0。
但是世界上的語(yǔ)言不止包括128個(gè)字符，并且相同的ASCII碼也會(huì)被翻譯成不同的字符。因此，想打開(kāi)一個(gè)文本文件，就必須知道他的編碼方式。這時(shí)候Unicode就出現(xiàn)了，他將世界上所有的符號(hào)都納入其中，每個(gè)符號(hào)都給予一個(gè)編碼，那么亂碼的問(wèn)題就解決了。
但是Unicode也存在問(wèn)題，那就是只規(guī)定了符號(hào)的代碼，并沒(méi)有規(guī)定二進(jìn)制代碼如何存儲(chǔ)。比如說(shuō)某個(gè)字符占兩個(gè)字節(jié)，那么計(jì)算機(jī)怎么知道他是代表兩個(gè)占一個(gè)字節(jié)的字符還是一個(gè)占兩個(gè)字節(jié)的字符呢？
互聯(lián)網(wǎng)的普及，迫切需要一種統(tǒng)一的編碼方式。UTF-8就是Unicode使用最廣泛的一種實(shí)現(xiàn)，還有UTF-16(用兩個(gè)或四個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符)，UTF-32(用四個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符)。UTF-8最大的特點(diǎn)就是采用一種變長(zhǎng)的編碼方式存儲(chǔ)字符。
UTF-8的編碼規(guī)則：
- 對(duì)于單字節(jié)的符號(hào)，字節(jié)的第一位設(shè)為0，后面7位為這個(gè)符號(hào)的 Unicode 碼。因此對(duì)于英語(yǔ)字母，UTF-8 編碼和 ASCII 碼是相同的。
- 對(duì)于n字節(jié)的符號(hào)（n > 1），第一個(gè)字節(jié)的前n位都設(shè)為1，第n + 1位設(shè)為0，后面字節(jié)的前兩位一律設(shè)為10。剩下的沒(méi)有提及的二進(jìn)制位，全部為這個(gè)符號(hào)的 Unicode 碼。
舉例：
對(duì)于單字節(jié)字符:0XXXXXXX
對(duì)于雙字節(jié)字符:110XXXXXX | 10XXXXXX
對(duì)于三字節(jié)字符:1110XXXXX | 10XXXXXX | 10XXXXXX
1.4 Java中流的超類有哪些？
- OutputStream/InputStream
- Reader/Writer
舉例：
1.5 文件拷貝的時(shí)候，哪一種流可以提升更高的屬性？
- 對(duì)于字節(jié)流，可以采用BufferedInputStream或者BufferedOutputStream。
- 對(duì)于字符流，可以采用BufferedReader或者BufferedWriter。
1.6 FileInputStream與FileOutputStream是什么？
這是在讀寫文件時(shí)用到的兩個(gè)類，對(duì)于小文件他們的額性能表現(xiàn)的還不錯(cuò)，但是對(duì)于大文件時(shí)，盡量使用BufferedReader或者BufferedWriter。
1.7 System.out.println()的三個(gè)部分分別是什么？
System是Java.lang包下的一個(gè)final類，out是其中的一個(gè)PrintStream類型的靜態(tài)成員變量，println是他的一個(gè)方法。
1.8 Java中的File類代表什么？
引用Java doc中的描述：
An abstract representation of file and directory pathnames.-對(duì)文件及文件路徑的抽象代表。意思就是File類只代表這個(gè)文件的路徑，而不代表文件對(duì)象。在Java7引入的nio包中的Path類與io中的File本質(zhì)上是一個(gè)東西。(Path.toFile()=File.toPath()，二者之間可以相互轉(zhuǎn)換)。
1.9 什么是NIO？
NIO被翻譯為(new IO)或者(Non-blocking IO-非阻塞的IO)，在Java7的時(shí)候被引入，與IO直接磁盤讀寫不同的是，NIO采用緩存的方法對(duì)文件進(jìn)行操作。
1.10 IO與NIO的區(qū)別，他們各自的優(yōu)缺點(diǎn)體現(xiàn)在哪些方面？
- IO是面向流的，JVM訪問(wèn)磁盤或者網(wǎng)絡(luò)時(shí)，都是基于像流一樣的字節(jié)來(lái)進(jìn)行操作的。優(yōu)點(diǎn)在于它非常直觀并且容易理解，但是缺點(diǎn)也非常明顯，就是慢。因?yàn)樗敲嫦蛄鞯?，也就意味著?dāng)這個(gè)線程在進(jìn)行讀寫操作時(shí)，這個(gè)線程被阻塞，如果讀寫操作沒(méi)有完成，那么這個(gè)線程就不能進(jìn)行其他操作。
- 而NIO是面向緩沖區(qū)(它由ByteBuffer抽象類中的byte[] hb實(shí)現(xiàn))的，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)先被讀取到緩沖區(qū)，當(dāng)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)量達(dá)到一定的大小后(比如BufferReader.readLine() )，一次寫入虛擬機(jī)中，減少了CPU等待磁盤讀寫所浪費(fèi)的時(shí)間。并且NIO的基本數(shù)據(jù)類型是基于塊的，并且塊與塊之間是沒(méi)有順序的，這就保證了NIO的讀寫操作的可以同時(shí)進(jìn)行。缺點(diǎn)就是數(shù)據(jù)處理的過(guò)程變得復(fù)雜，不容易理解。
- 注意，在Windows系統(tǒng)中換行是\r\n，在Linux系統(tǒng)中是\n。
二. 分別從網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)程中讀取字符串
2.1 從網(wǎng)絡(luò)中讀取
代碼如下：
public static void getByteFromWeb() {
CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();
HttpGet httpGet = new HttpGet("https://www.baidu.com/");
try (CloseableHttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpGet)) {
//注意，我這里并沒(méi)有設(shè)置編碼字符集
InputStream inputStream = httpResponse.getEntity().getContent();
int byteToint;
while ((byteToint = inputStream.read()) != -1) {
System.out.print((char) byteToint);
}
}
catch (Exception e){
throw new RuntimeException(e);
}
}
打印結(jié)果如下：
可以看到結(jié)果中有很多亂碼，這時(shí)候需要使用InputStreamRead的構(gòu)造方法，為InputStream設(shè)置字符集：
InputStreamReader inputStream = new InputStreamReader(httpResponse.getEntity().getContent(),Charsets.UTF_8);
這時(shí)候再打印結(jié)果就能看到我們想要的情形：
2.2 從進(jìn)程中讀取
代碼如下：
public static void getByteFromProcess(){
try {
ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder("{commend}");
Process start = processBuilder.start();
InputStreamReader inputStream = new InputStreamReader(start.getInputStream(),Charsets.UTF_8);
int byteToint;
while ((byteToint = inputStream.read())!=-1){
System.out.print((char)byteToint);
}
}
catch (Exception e){
throw new RuntimeException(e);
}
}
通過(guò)這個(gè)發(fā)現(xiàn)好玩的事情，在new ProcessBuilder("{commend}")中寫入：
("cmd.exe", "/C", "start")
可以通過(guò)代碼啟動(dòng)cmd，也可以通過(guò)
("C:\\Windows\\System32\\calc.exe")
啟動(dòng)本機(jī)的計(jì)算器。
三. 對(duì)文本文件進(jìn)行讀寫操作
3.1 將字符寫入文件的方法一
使用commons-io包里面的FileUtils.writeLines()方法，引入Maven依賴后：
public static void writeLinesToFile1(List<String> lines, File file) {
try {
FileUtils.writeLines(file, lines);
}
catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
3.2 將字符寫入文件的方法二
使用BufferedWriter.write()方法逐行寫入：
public static void writeLinesToFile2(List<String> lines, File file) {
try {
Writer writer = new FileWriter(file);
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(writer);
for (String s : lines
) {
bufferedWriter.write(s);
bufferedWriter.write("n");
}
bufferedWriter.close();
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
3.3 將字符寫入文件的方法三
使用Files工具中的write()方法整個(gè)寫入：
public static void writeLinesToFile3(List<String> lines, File file) {
try {
Files.write(file.toPath(), lines);
}
catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
3.4 將字符寫入文件的方法四
使用IOUtils.writeLines()整個(gè)寫入：
public static void writeLinesToFiles4(List<String> lines, File file) {
try {
// 二選一
Writer writer = new FileWriter(file, true);
IOUtils.writeLines(lines, null, writer);
// OutputStream outputStream = new FileOutputStream(file);
// IOUtils.writeLines(lines, null, outputStream, Charset.defaultCharset());
}
catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
3.5 從文件中讀取字符的方法一
使用InputStream.read()方法逐個(gè)讀?。?/p>
public static List<String> readFile1(File file) {
List<String> list = new ArrayList<>();
//使用StringBuilder將獲取的單個(gè)字符拼接成字符串
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
try {
InputStream inputStream = new FileInputStream(file);
int byteToint;
while ((byteToint = inputStream.read()) != -1) {
char c = (char) byteToint;
if (c != 'r' && c != 'n') {
stringBuilder.append((char) byteToInt);
} else {
if (!stringBuilder.toString().equals("")) {
list.add(stringBuilder.toString());
stringBuilder.delete(0, stringBuilder.length());
}
}
}
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
return list;
}
3.6 從文件中讀取字符的方法二
使用BufferReader.readLine()方法逐行讀?。?/p>
public static List<String> readFile2(File file) {
List<String> list = new ArrayList<>();
try {
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(file));
String s;
while ((s = bufferedReader.readLine()) != null) {
list.add(s);
}
}
catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
return list;
}
3.7 從文件中讀取字符的方法三
使用Files工具中的readAllLines()方法整個(gè)讀取：
public static List<String> readFile3(File file) {
List<String> list;
try {
list = Files.readAllLines(file.toPath());
}
catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println();
return list;
}
3.8 從文件中讀取字符的方法四
使用FileUtils.readFileToString()方法整個(gè)文檔讀?。?/p>
public static List<String> readFile4(File file){
List<String> list = new ArrayList<>();
try {
list.add(FileUtils.readFileToString(file, Charset.defaultCharset()));
}
catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
return list;
}
3.9 從文件中讀取字符的方法五
使用IOUtils.readLines()方法整個(gè)文檔讀?。?/p>
public static List<String> readFile5(File file) {
try {
InputStream inputStream = new FileInputStream(file);
return IOUtils.readLines(inputStream, Charset.defaultCharset());
}
catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
