Java基础复习之旅(1)—IO/NIO篇

1.基本概念

1.1 什么是IO流？

他是一种数据的流，从源头流到目的地。比如文件的拷贝，输入流从文件中读取到进程，输出流从进程写入文件中。

1.2 字节流与字符流的区别？

字节流在JDK1.0的时候就被引入了，用以操作字符集类型为ASCII的数据。为了能够操作Unicode类型的数据，JDK1.1引入了字符流。

1.3 ASCII Unicode 和 UTF-8

• 1.对于单字节的符号，字节的第一位设为0，后面7位为这个符号的 Unicode 码。因此对于英语字母，UTF-8 编码和 ASCII 码是相同的。

• 2.对于n字节的符号（n > 1），第一个字节的前n位都设为1，第n + 1位设为0，后面字节的前两位一律设为10。剩下的没有提及的二进制位，全部为这个符号的 Unicode 码。

1.4 Java中流的超类有哪些？

• OutputStream/InputStream
• Reader/Writer

举例：

1.5 文件拷贝的时候，哪一种流可以提升更高的属性？

1.6 FileInputStream与FileOutputStream是什么？

这是在读写文件时用到的两个类，对于小文件他们的额性能表现的还不错，但是对于大文件时，尽量使用BufferedReader或者BufferedWriter。

1.7 System.out.println()的三个部分分别是什么？

System是Java.lang包下的一个final类，out是其中的一个PrintStream类型的静态成员变量，println是他的一个方法。

1.8 Java中的File类代表什么？

引用Java doc中的描述： An abstract representation of file and directory pathnames. -对文件及文件路径的抽象代表。意思就是 File类只代表这个文件的路径，而不代表文件对象。 在Java7引入的nio包中的Path类与io中的File本质上是一个东西。(Path.toFile()=File.toPath()，二者之间可以相互转换)。

1.9 什么是NIO？

NIO被翻译为(new IO)或者(Non-blocking IO-非阻塞的IO)，在Java7的时候被引入，与IO直接磁盘读写不同的是，NIO采用缓存的方法对文件进行操作。

1.10 IO与NIO的区别，他们各自的优缺点体现在哪些方面？

• IO是面向流的，JVM访问磁盘或者网络时，都是基于像流一样的字节来进行操作的。优点在于它非常直观并且容易理解，但是缺点也非常明显，就是慢。因为他是面向流的，也就意味着当这个线程在进行读写操作时，这个线程被阻塞，如果读写操作没有完成，那么这个线程就不能进行其他操作。
• 而NIO是面向缓冲区(它由ByteBuffer抽象类中的byte[] hb实现)的，也就是说数据先被读取到缓冲区，当缓冲区的数据量达到一定的大小后(比如BufferReader.readLine() )，一次写入虚拟机中，减少了CPU等待磁盘读写所浪费的时间。并且NIO的基本数据类型是基于块的，并且块与块之间是没有顺序的，这就保证了NIO的读写操作的可以同时进行。缺点就是数据处理的过程变得复杂，不容易理解。
• 注意，在Windows系统中换行是 /r/n ，在Linux系统中是 /n 。

2 分别从网络、进程中读取字符串

2.1 从网络中读取

代码如下：

public static void getByteFromWeb() {
        CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();
        HttpGet httpGet = new HttpGet("https://www.baidu.com/");

        try (CloseableHttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpGet)) {
        //注意，我这里并没有设置编码字符集
            InputStream inputStream = httpResponse.getEntity().getContent();
            int byteToInt;
            while ((byteToInt = inputStream.read()) != -1) {
                System.out.print((char) byteToInt);
            }
        }catch (Exception e){
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
复制代码

打印结果如下：

的构造方法，为InputStream设置字符集：

InputStreamReader inputStream = new InputStreamReader(httpResponse.getEntity().getContent(),Charsets.UTF_8);
复制代码

这时候再打印结果就能看到我们想要的情形：

2.2 从进程中读取

代码如下：

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);
        }

    }
复制代码

通过这个发现好玩的事情，在 new ProcessBuilder("{commend}") 中写入：

("cmd.exe", "/C", "start")
复制代码

可以通过代码启动 cmd ，也可以通过

("C://Windows//System32//calc.exe")
复制代码

启动本机的计算器。

3. 对文本文件进行读写操作

3.1 将字符写入文件的方法一

使用commons-io包里面的FileUtils.writeLines()方法，引入 Maven依赖 后：

public static void writeLinesToFile1(List<String> lines, File file) {
        try {
            FileUtils.writeLines(file, lines);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
复制代码

3.2 将字符写入文件的方法二

使用BufferedWriter.write()方法逐行写入：

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);
        }
    }
复制代码

3.3 将字符写入文件的方法三

使用Files工具中的write()方法整个写入：

public static void writeLinesToFile3(List<String> lines, File file) {
        try {
            Files.write(file.toPath(), lines);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
复制代码

3.4 将字符写入文件的方法四

使用IOUtils.writeLines()整个写入：

public static void writeLinesToFiles4(List<String> lines, File file) {
        try {
         // 二选一
            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);
        }
    }

复制代码

3.5 从文件中读取字符的方法一

使用InputStream.read()方法逐个读取：

public static List<String> readFile1(File file) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        //使用StringBuilder将获取的单个字符拼接成字符串
        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;
    }
复制代码

3.6 从文件中读取字符的方法二

使用BufferReader.readLine()方法逐行读取：

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;
    }
复制代码

3.7 从文件中读取字符的方法三

使用Files工具中的readAllLines()方法整个读取：

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;
    }
复制代码

3.8 从文件中读取字符的方法四

使用FileUtils.readFileToString()方法整个文档读取：

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;
    }
复制代码

3.9 从文件中读取字符的方法五

使用IOUtils.readLines()方法整个文档读取：

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);
        }
    }
复制代码

4.参考资料

• 1.阮一峰的网络日志.《字符编码笔记：ASCII，Unicode 和 UTF-8》 跳转至源页面
• 2.《Java IO面试题》 跳转至源页面
• 3.IBM.《理解 Linux的硬链接与软链接》 跳转至源页面