文件流： 在Java 中，文件流负责操作文件，包括读取和写入；

FileInputStream // 文件的字节输入流；

FileOutputStream // 文件的字节输出流；

FileReader // 文件的字符输入流；

FileWriter // 文件的字符输出流；

FileInputStream 和 FileOutputStream的父类分别是InputStream和OutputStream，都是字节流，以面向字节的形式提供IO操作。

FileReader 和 FileWriter的父类则是Reader和Writer，都是字符流，字符流以面向字符提供IO操作，同时，字符流兼容Unicode，能够提供更好的国际化支持。

在读取数据时，字节流的数据存储单位是字节，在接收字节流数据时，会新建一个字节类型的数组（byte[]）来接收读取的数据；字符流的数据存储单位是字符，在接收字符流数据时，会新建一个字符类组（char[]）的数据来接收读取的数据。

InputStream 和 OutputStream

InputStream：

InputStream及其子类的作用是用来表示不同数据源输入数据的类，其中封装了用于从数据源中读取数据的操作。这些数据源包括：

字节数组：byte[]；String对象；资源文件：File；资源管道；其他流组成的流序列；其他数据源，如网络资源；InputStream子类：

ByteArrayInputStream：将内存的缓冲区当作数据源输入；StringBufferInputStream：将String转换成InputStream；FileInputStream：从本地文件中读取数据；PipedInputStream：资源管道的输入端，也是PipedOutputStream的输入源；SequenceInputStream：能够将2个或者以上的InputStream合并成一个单一的InputStream；FileterInputStream：为文件资源读取提供筛选功能；

OutputStream：

OutputStream及其子类的作用是用来表示数据输出将要去向的目标，比如：文件、资源管道、字节数组等。OutputStream也是因不同的目标有不同的子类：

ByteArrayOutputStream：在内存中创建缓冲区，所有输出的数据都会暂存在缓冲区中；FileOutputStream：将数据写出到文件中；PipedOutputStream：作为PipedInputStream的输出端，与PipedInputStream一起实现资源的“管道化”；FileterOutputStream：为文件资源写出提供筛选功能；

Reader 和 Writer

字符流有着和字节流近乎一样的功能，每个字节流api都能在字符流中找到与之相对应的，而且，字符流比字节流有着更好的性能；尽管如此，字符流的设计并不是为了取代字节流，相反，二者同时存在，相辅相成。

Reader 和 Writer及其子类都提供了对Unicode的支持，这是他们和InputStream与OutputStream系拓展最大的不同，详细如下图所示：

字节流和字符流的api对应

文件过滤器

Java IO中提供了过滤器：FilterInputStream和FilterOutputstream，用于筛选特定的输入流和输出流。因为FilterInputStream和FilterOutputstream也是自InputStream与OutputStream继承而来，所以他们都可以读写来自InputStream与OutputStream的数据。

FilterInputStream子类：

DataInputStream：用于从流中读取基本类型的数据，比如：char、int、long等，往往与DataOutputStream配合使用；BufferedInputStream：代表“缓冲区”，可以将数据暂存在缓冲区，使用它可以防止每次读取都进行实际的写操作；LineNumberInputStream：追踪输入流中的行号，可做调试用；PushbackInputStream：能弹出一个字节的缓冲区，能够将文件的最后一个字符返回（操作系统使用-1表示磁盘文件的结尾标记），通常作为编译器的扫描器，往往被编译器调用；FilterOutputStream子类：

DataOutputStream：用于从流中写出基本类型的数据，比如：char、int、long等，往往与DataInputStream配合使用；PrintStream：用于格式化输出，比如：java 的运行控制台打印；能够与DataOutputStream相互配合使用：DataOutputStream负责数据的存储，PrintStream负责数据的显示；BufferedOutputStream：代表“缓冲区”，可以将数据暂存在缓冲区，使用它可以防止每次都进行实际的写操作；可以使用flush()方法将缓冲区数据一次性写出；同样，在Reader 和 Writer中也提供了与之对应的类，详细如下：

 文件过滤器 子类

01字节流

字节流又分字节输入流（InputStream）和字节输出流（OutputStream），分别对应读和写；

字节输入流：FileInputStream，字节输入流的使用案例代码如下：

 字节输入流的使用案例代码

字节输入流在读取数据时使用的是read()方法，该方法还有另外的重载方法：

 字节输入流在读取数据时使用的是read()

字节输出流：FileOutputStream，字节输出流的使用案例代码如下：

 字节输出流的使用案例代码

与字节输入流在读取数据时使用的read()方法相对应的，字节输出流也提供了对应的写出数据的方法：write()，该方法也有一些重载方法：

 字节输出流也提供了对应的写出数据的

注意：字节流读写中的数据类型是字节数据类型（byte[]）。

案例1，使用字节流完成文件拷贝任务。

 案例1，使用字节流完成文件拷贝任务

02字符流

字符流又分字符输入流（Reader）和字符输出流（Writer），分别对应文件读和写；需要注意的是：字符流读写中的数据类型是字符数据类型（char[]），区别于字节流中的字节类型（byte[]）。

字符输入流，FileReader，字符输入流的使用案例代码如下：

 字符输入流的使用案例代码

字符输入流在读取数据时使用的是read()方法，该方法还有另外的重载方法：

 字符输入流在读取数据时使用的read()

字符输出流，FileWriter，字符输出流的使用案例代码如下：

 字符输出流的使用案例代码

字符输出流在读取数据时使用的是write()方法，该方法还有另外的重载方法：

 字符输出流在读取数据时使用的write()

案例2，使用字符流完成文件拷贝任务

 案例2，使用字符流完成文件拷贝任务

 文件拷贝

案例3，使用流完成Java 代码动态编译、运行

 案例3，使用流完成Java 代码动态运行

 buildJavaCode

 compileJavaCode

 runJavaCode

缓冲区

在上述的字符输出流的使用案例中，使用了flush()方法，该方法有何作用呢？

因为计算机访问外部设备(磁盘文件)时，要比直接访问内存慢很多，如果每次调用write()方法都要直接把数据写出到磁盘文件中，CPU会花更多的时间，计算机执行性能会大大降低。

因此，我们可以准备一个内存缓冲区，程序每次调用write()方法时，会将数据先写到内存缓冲区中，暂存于缓冲区中；当内存缓冲区满后，系统才把缓冲区中暂存的数据一次性写出到磁盘文件中。这样就能减少直接操作本地文件系统的频率，使得系统性能得以提升。

flush()方法

flush()，刷新操作，输出流中都有flush方法。该方法的作用正是把缓冲区中暂存的数据一次性写出到磁盘文件中。

使用缓冲区的好处：

提高CPU使用率，提高系统的执行性能；有机会回滚写入的数据，能避免一定的脏数据；缓冲区大小一般使用容量整数倍，可以提高IO性能；对于字节流，flush方法不是都有作用(部分字节流才有作用)，对于字符流、缓冲流则都起作用。如果我们调用close方法关闭系统资源，那么，系统在关闭资源前，会先调用flush方法。

03资源关闭

资源关闭分为手动关闭和自动关闭两种：

手动关闭：手动调用流的close()方法；自动关闭：不需要手动调用close方法，不过，前提是资源对象实现了AutoClose接口；

 资源关闭案例

 资源手动关闭

 资源自动关闭

04包装类/缓冲流

字节缓冲输入流，BufferedInputStream，案例代码如下：

 字节缓冲输入流案例

字节缓冲输出流，BufferedOutputStream，案例代码如下：

 字节缓冲输出流 案例

字符缓冲输入流，BufferedReader，案例代码如下：

 字符缓冲输入流 案例

字符缓冲输出流，BufferedWriter，案例代码如下：

 字符缓冲输出流 案例

字节流、缓冲流性能测试比较：

 字节流、缓冲流性能测试比较

 testSingleByteStream

 testSingleBufferedStream

 testMultiByteStream

 testMultiBufferedStream

上述测试运行结果如下：

性能孰高孰低，测试结果已经很能说明问题了。

05转换流

由于字节流和字符流同时存在，有时候会把二者结合起来使用，甚至在二者之间实现转换；为了实现这样的功能，Java IO中提供了字节流和字符流的适配器：

InputStreamReader：可以把InputStream转换为Reader；OutputStreamWriter：可以把OutputStream转换为Writer；以下便是这个适配器—“转换流”的使用案例，案例通过文件的拷贝操作来体现，在读写的过程中，均使用了特定编码。案例代码实现如下：

 转换流 案例

为什么只有字节转字符流，却没有字符转字节流呢？原因也很简单：

字节流可以操作一切文件，包括纯文本文件、二进制文件；字符流是对字节流的增强，是用来操作纯文本使用的；字节流和字符流之间并不对等，无法实现转换，就比如C++程序可以运行C程序，但C程序却不能运行C++程序。

06数组流/内存流

面向字节的数组流/内存流：ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream；该“流”会把数据暂存到内存中，以便实时读写，读写时使用的字节类型（byte[]）；

ByteArrayInputStream：把数据从程序输出到内存中；ByteArrayOutputStream：把数据从内存读取到程序中；代码案例如下：

 面向字节的数组流/内存流 案例

面向字符的数组流/内存流，CharArrayReader和CharArrayWriter，该“流”会把数据暂存到内存中，以便实时读写，读写时使用的字符类型（char[]）；

代码案例如下：

 面向字符的数组流/内存流 案例

面向字符串的内存流，StringReader/StringWriter，把数据临时存储到字符串中，也同样是在内存中，但数据的类型是字符串；

案例代码如下：

 面向字符串的内存流 案例

07合并流

合并流，SequenceInputStream：能够将2个或者以上的InputStream合并成一个单一的InputStream，进而进行合并操作；

 合并流 案例

08字符编码

字符编码的发展历程：

阶段1：计算机只认识数字0和1，计算机里的一切数据都是以数字来表示；因为英文符号有限，所以规定使用的字节的最高位是0，每一个字节都是以0~127之间的数字来表示，比如：A对应65，a对应97..这就是美国标准信息交换码-ASCII；

阶段2：随着计算机在全球的普及，很多国家和地区都把自己的字符引入了计算机中，比如汉字；但是ASCII中的一个字节能表示数字范围太小，不能包含所有的中文汉字，所以就规定使用两个字节来表示一个汉字；

所以决定，原有的ASCII字符的编码保持不变，仍然使用一个字节表示；为了区别一个中文字符与两个ASCII码字符：

中文字符的每个字节最高位规定为1(中文的二进制是负数)，这个规范就是GB2312编码；后来在GB2312的基础上增加了更多的中文字符，比如简体中文，GBK应运而生；阶段3：新的问题产生了，在中国是认识汉字的，支持GBK编码，但是如果把GBK编码的汉字传递给其他国家，该国家的编码表中没有收录该汉字的字符，故不能正常显示，很容易就出现了乱码。

为了解决各个国家因为本地化字符编码带来的影响，把全世界所有的符号统一进行编码-Unicode编码；此时某一个字符在全世界任何地方都是固定的，比如字符：'哥'，在任何地方都是以十六进制的54E5来表示。Unicode的每个编码字符都占有2个字节大小。

常见的字符集：

ASCII：每个字符占一个字节，只能包含128个符号，不能表示汉字；ISO-8859-1：每个字符占一个字节，收录西欧语言，不能表示汉字；ANSI：每个字符占两个字节，在简体中文的操作系统中，ANSI 就指的是 GB2312；GB2312/GBK/GB18030：每个字符占两个字节，中文专用编码；UTF-8：是一种针对Unicode的可变长度字符编码，又称万国码，是Unicode的实现方式之一，目前的应用率最高；UTF-8 BOM：是微软搞出来的编码，默认占3个字节，使用率并不高；编码中的第一个字节仍与ASCII兼容，这使得原来处理ASCII字符的软件无须或只须做少部份修改，即可继续使用。因此，它逐渐成为电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。

互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。

存储字母，数字和汉字

存储字母和数字时无论是什么字符集都只占1个字节（因为和ASCII兼容），但是存储汉字：GBK家族占两个字节，UTF-8家族占3个字节。

存储中文时，GBK和UTF-8都是OK的。

 字符编码 案例

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