java-io

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Java 的 I/O 大概可以分成以下几类：

  1. 磁盘操作：File
  2. 字节操作：InputStream 和 OutputStream
  3. 字符操作：Reader 和 Writer
  4. 对象操作：Serializable
  5. 网络操作：Socket
  6. 新的输入/输出：NIO

字节操作

java i/o 使用了装饰着模式实现,以 InputStream 为例，InputStream 是抽象组件，FileInputStream 是 InputStream 的子类，属于具体组件，提供了字节流的输入操作。FilterInputStream 属于抽象装饰者，装饰者用于装饰组件，为组件提供额外的功能，例如 BufferedInputStream 为 FileInputStream 提供缓存的功能。

实例化一个具有缓存功能的字节流对象时，只需要在 FileInputStream 对象上再套一层 BufferedInputStream 对象即可。

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BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));

字符操作

不管是磁盘还是网络传输，最小的存储单元都是字节，而不是字符，所以 I/O 操作的都是字节而不是字符。但是在程序中操作的通常是字符形式的数据，因此需要提供对字符进行操作的方法。

InputStreamReader 实现从文本文件的字节流解码成字符流；OutputStreamWriter 实现字符流编码成为文本文件的字节流。它们继承自 Reader 和 Writer。

编码就是把字符转换为字节，而解码是把字节重新组合成字符。

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byte[] bytes = str.getBytes(encoding);     // 编码
String str = new String(bytes, encoding)； // 解码

GBK 编码中，中文占 2 个字节，英文占 1 个字节；UTF-8 编码中，中文占 3 个字节，英文占 1 个字节；Java 使用双字节编码 UTF-16be，中文和英文都占 2 个字节。

如果编码和解码过程使用不同的编码方式那么就出现了乱码。

五、对象操作

序列化就是将一个对象转换成字节序列，方便存储和传输。

序列化：ObjectOutputStream.writeObject()

反序列化：ObjectInputStream.readObject()

序列化的类需要实现 Serializable 接口，它只是一个标准，没有任何方法需要实现。

transient 关键字可以使一些属性不会被序列化。

ArrayList 序列化和反序列化的实现 ：ArrayList 中存储数据的数组是用 transient 修饰的，因为这个数组是动态扩展的，并不是所有的空间都被使用，因此就不需要所有的内容都被序列化。通过重写序列化和反序列化方法，使得可以只序列化数组中有内容的那部分数据。

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private transient Object[] elementData;
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public static void main(String[] args) throws Exception {
    Pers p = new Pers("aa", "bb");
    Ser(p);
    Pers ps = Deser();
    System.out.println(ps);

}

public static void Ser(Pers p) throws IOException {
    try (ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("./pers.bin"))) {
        outputStream.writeObject(p);
        System.out.println("ser done");
    }
}

public static Pers Deser() throws IOException, ClassNotFoundException {
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("./pers.bin")));
    Pers p = (Pers) ois.readObject();
    System.out.println("Person对象反序列化成功！");
    return p;
}

网络操作

NIO

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它用的是事件机制。它可以用一个线程把Accept，读写操作，请求处理的逻辑全干了。如果什么事都没得做，它也不会死循环，它会将线程休眠起来，直到下一个事件来了再继续干活，这样的一个线程称之为NIO线程。用伪代码表示：
while true {
    events = takeEvents(fds)  // 获取事件，如果没有事件，线程就休眠
    for event in events {
        if event.isAcceptable {
            doAccept() // 新链接来了
        } elif event.isReadable {
            request = doRead() // 读消息
            if request.isComplete() {
                doProcess()
            }
        } elif event.isWriteable {
            doWrite()  // 写消息
        }
    }
}