java基础巩固6

File对象

（1）在计算机系统中，文件是非常重要的存储方式。Java的标准库java.io提供了File对象来操作文件和目录。构造File对象时，既可以传入绝对路径，也可以传入相对路径。注意Windows平台使用\作为路径分隔符，在java字符串中需要使用\表示一个\。Linux平台使用/作为路径分隔符。
（2）File对象有三种格式表示的路径，一种是getPath()，返回构造方法传入的路径，一种是getAbsolutePath()，返回绝对路径，一种是getCanonicalPath，它和绝对路径相似，但是返回的规范路径。
（3）因为windows和linux的路径分割符不同，File对象有一个静态变量用于表示当前平台的系统分割符：File.separator。

文件和目录

（1）File对象既可以表示文件，也可以表示目录。当构建一个File对象时，即使传入的文件或目录不存在，代码也不会出错，因为构造一个File对象，并不会导致任何磁盘操作，只有调用File对象的某些方法的时候，才会进行真正的磁盘操作。
（2）当FIle对象表示一个文件时，可以通过createNewFile()创建一个新文件，用delete()删除该文件。
（3）当File对象表示一个目录时，可以使用list()和listFiles()列出目录下的文件和子目录名。listFiles()提供了一系列重载方法，可以过滤不想要的文件和目录。

InputStream

（1）InputStream就是Java标准库提供的最基本的输入流。它位于java.io这个包里。java.io提供了所有同步IO的功能。InputStream并不是一个接口，而是一个抽象类，他是所有输入流的超类。这个抽象类定义的一个最重要的方法就是int read()，签名如下：
public abstract int read() throws IOException
这个方法会读取输入流的下一个字节，并返回字节表示的int值(0~255)。如果已经读到末尾，返回-1表示不能继续读取了。FileInputStream是InputStream的一个子类。
（2）在计算机中，类似文件、网络端口这些资源，都是由操作系统统一管理的。应用程序在运行的过程中，如果打开了一个文件进行读写，完成后要及时地关闭，以便让操作系统把资源释放掉，否则，应用程序占用的资源就会越来越多，不但白白占用内存，还会影响其他应用程序的运行。InputStream和OutputStream都是通过close()方法来关闭流。关闭流就会释放对应的底层资源。我们还需注意到在读取和写入IO流的过程中，可能会发成错误，例如文件不存在导致无法读取，没有写权限导致写入失败等，这些底层错误又Java虚拟机自动封装成IOException异常并且抛出。因此，所有与IO操作相关的代码都必须正确处理IOException。如果读取文件过程中发生了IO错误，InputStream就没法正确地关闭，资源也没法及时释放。因此需要使用try…finally来保证InputStream在无论是否发生IO错误的时候都能正确地关闭。

缓冲

（1）在读取流的时候，一次读取一个字节并不是最高效的方法。很多流支持一次性读取多个字节到缓冲区，对于文件和网络流来说，利用缓冲区一次性读取多个字节效率往往要高很多。InputStream提供了两个重载方法来支持读取多个字节：
int read(byte[] b)：读取若干字节并填充到byte[]数组，返回读取的字节数
int read(byte[] b, int off, int len)：指定byte[]数组的偏移量和最大填充数。
（2）利用上述方法一次读取多个字节时，需要先定义一个byte[]数组作为缓冲区，read()方法会尽可能地多读取字节进入缓冲区，但是不会超过缓冲区的大小。read()方法的返回值不再是字节的int值，而是实际读取了多少个字节。如果返回-1，表示没有更多地数据了。
（3）在调用InputStream的read()方法读取数据时，我们说read()方法是阻塞(Blocking)的。因为读取IO流相比执行普通代码，速度会慢很多，因此无法确定read()方法调用到底要花多长时间。

OutputStream

（1）和InputStream相反，OutputStream是Java标准库提供的最基本的输出流，和InputStream相似，OutputStream也提供了close()方法关闭输出流，以便于释放系统资源。要特别注意：OutputStream还提供了一个flush()方法，它的目的是将缓冲区的内容真正地输出到目的地。
（2）为什么要有flush()，因为向磁盘、网络写入数据的时候，出于效率的考虑，操作系统并不是输出一个字节就立刻写入到文件或者发送到网络，而是把输出的字节先存到到内存的一个缓冲区里（本质上就是一个byte[]数组），等到缓冲区写满了，再一次性写入文件或者网络。对于很多IO设备来说，一次写一个字节和一次写1000个字节，花费的时间几乎是完全一样的，所有OutputStream有个flush()方法，能强制把缓冲区内存输出。
（3）通常情况下，我么不需要调用flush()方法，因为缓冲区写满了OutputStream会自动调用它，并且，在调用close()方法关闭OutputStream之前，也会自动调用flush()方法。

Filter模式

（1）Java的IO标准库提供的InputStream根据来源可以包括：
FileInputStream：从文件读取数据，是最终数据源
ServletInputStream：从HTTP请求读取数据，是最终数据源
Socket.getInputStream：从TCP连接读取数据，是最终数据源；
（2）直接使用继承，为各种InputStream附加更多的功能，根本无法控制代码的复杂度，很快就会失控。为了解决依赖继承会导致子类数量失控的问题，JDK首先将InputSteam分为两大类：
一类是直接提供数据的基础InputStream，例如：
FileInputStream、ByteArrayInputStream、ServletInputStream
一类是提供额外附加功能的InputStream，例如：
BufferedInputStream
DigestInputStream
CipherInputStream
（3）当我们需要给一个基础InputStream附加各种功能时，我们先确定这个能提供数据源的InputStream，因为我们需要的数据总得来自某个地方，紧接着，我们希望FileInputStream能提供缓冲的功能来提高读取的效率，因为我们用BufferedInputStream包装这个InputStream，得到的包装类型BufferedInputStream，但它仍然被视为一个InputStream。最后，假设该文件应景用gzip压缩了，我们希望直接读取压缩的内容，就可以再包装一个GZIPInputStream：
InputStream gzip = new GZIPInputStream(buffered);
无论我们包装多少次，得到的对象始终是InputStream，我们直接用InputSream来引用它，就可以正常读取。
上述这种通过一个“基础” 组件再叠加各种“附加”功能组件的模式，称之为Fileter模式（或者装饰器模式：Decorator）。
（4）注意到在叠加多个FilteInputStream，我们只需要持有最外层的InputStream，并且当最外层的InputStream关闭时（在try(resoure)块的结束处自动关闭），内层的InputStream的close()方法也会被自动调用，并最终调用到最核心的基础InputStream，因此不会存在资源泄露。

序列化

（1）序列化是指把一个Java对象变成二进制内容，本质上就是一个byte[]数组。因为序列化后可以把byte[]保存到文件中，或者吧byte[]通过网络传输到远程，这样，就相当于把Java对象存储到文件或者通过网络传输出去了。
（2）有序列化，就有反序列化，即把一个二进制内容（也就是byte[]数组）变回java对象。有了反序列化，保存到文件中的byte[]又可以变回Java对象，或者从网络上读取byte[]并把它变回Java对象。一个对象要序列化，必须实现一个特殊的java.io.Serializable接口，Serializable接口没有定义任何方法，它只是一个空接口。我们把这样的空接口称为“标记接口”（Marker Interface），实现了标记接口的类仅仅是给自身贴了个标记，并没有增加任何方法。
（3）把一个Java对象变为byte[]数组，需要使用ObjectOutputStream。它负责把一个java对象写入一个字节流。ObjectOutputStream既可以写入基本类型，如int，boolean，也可以写入String（以UTF-8编码），还可以写入实现了Serializable接口的Object。因为写入Object时需要大量的类型信息，所以写入的内容很大。

反序列化

（1）和ObjectOutputStream相反，ObjectInputStream负责从一个字节流读取Java对象。除了能读取基本类型和String类型外，调用readOject()可以直接返回一个Object对象。要把它编程一个特定类型，必须强制转型。
（2）readObject()可能抛出的异常有：
ClassNotFoundExceotion：没有找到对应的Class；
InvalidClassException：Class不匹配；
对于ClassNotFoundExceotion，这种情况常见于一台电脑上的JAVA程序把一个Java对象，例如，Person对象序列化后，通过网络传给另一台电脑上的另一个Java程序，但是这台电脑的java程序并没有定义Person类，所以无法反序列化。
对于InvalidClassException，这种情况常见于序列化的Person对象定义了一个int类型的age字段，但是反序列化时，Person类定义的age字段被改成了long类型，所以导致class不兼容。为了避免这种class定义变动导致的不兼容，java徐泪花允许class定义一个特殊的serialVersionUID静态变量，用于标识Java类的序列化“版本”，通常可以由IDE自动生成。如果增加或者修改了字段，可以改变serialVersionUID的值，这样就能自动阻止不匹配的class版本。
（3）反序列化时，由JVM直接构造出Java对象，不调用构造方法，构造方法内部的代码，在反序列化时根本不可能执行。
（4）java的序列化机制仅适用于Java，如果需要与其他语言交换数据，必须使用通用的序列化方法，例如JSON。

Reader

（1）Reader是Java的IO库提供的另一个输入流接口，和InputStream的区别是，InputStream是一个字节流，即以byte为单位读取，而Reader是一个字符流，即以char为单位获取：

java.io.Reader是所有字符输入流的超类，它最主要的方法是：
public int read() throws IOException;
这个方法读取字符流的下一个字符，并返回字符表示的int，范围是0~65532。如果读到末尾，返回-1。

FileReader

（1）FileReader是Reader的一个字类，它可以代开文件并获取Reader。为了避免乱码问题，我们需要在创建FileReader时指定编码：
Reader reader = new FileReader(“src/readme.txt”, StandardCharsets.UTF_8);
和InputStream类似，Reader也是一种资源，需要保证出错的时候也能正确关闭，所以我们同样需要使用try(resource)来保证Reader在无论有没有IO错误的时候都能正确地关闭。
（2）Reader还提供了一次性读取若干字符并填充到char[]数组的方法，它返回实际读入的字符个数，最大不超过char[]数组的长度，返回-1表示流结束。利用这个方法，我们可以先设置一个缓冲区，然后，每次尽可能地填充缓冲区。
（3）除了特殊的CharArrayReader和StringReader，普通的Reader实际上基于InputStream构造的，因为Reader需要从InputStream中读入字节流（byte），然后，根据编码设置，再转换为char就可以实现字符流。如果我们查看FileReader的源码，它在内部实际上持有一个FileInputStream。既然Reader本质上是一个基于InputStream的byte到char的转换器，那么，如果我们已经有一个InputStream，想把它转换为Reader，是完全可行的。InputStreamReader就是这样一个转换器，它可以把任何InputStream转换为Reader。

Writer

Reader是带编码转换器的InputStream，它把byte转换为char，而Writer就是带编码转换器的OutputStream，它把char转换为byte并输出。
Writer和OutputStream的区别如下：

使用Files

FIles提供的读写方法，受内存限制，只能读写小文件，例如配置文件等，不可一次读入几个G的大文件。读写大文件仍然要使用文件流，每次只读写一部门文件内容。