I/O

流，用來實現程式或程序間的通訊，或讀寫外圍裝置、外部檔案等。Java把一切輸入抽象成輸入流，把一切輸出抽象成輸出流（也可以根據流方向來定義，流向內部的是輸入流，流向外部的是輸出流）。

Java的I/O架構由輸入流/輸出流/File/Serializable四部分組成。

一、File

File是檔案和目錄路徑名的抽象表示。File中定義了對檔案和目錄的基本操作：

1. 路徑相關 如getAbsolutePath()
2. 檔案屬性 如getParent()、getName()等
3. 檔案讀寫許可權 如canRead()、setWritable、setReadable
4. 檔案的建立、刪除 如 createNewFile、delete(當刪除某一目錄時，必須保證該目錄下沒有其他檔案才能正確刪除，否則將刪除失敗)
5. 建立資料夾 mkdir（建立單級目錄）、mkdirs(建立多級目錄)
6. 獲取路徑下的檔案、資料夾 list（只會列出路徑下的檔案、資料夾名稱）、listFiles（列出路徑下的檔案）

二、Serializable

Serializable是Java用來進行序列化的。序列化就是把Java物件轉換為位元組序列的過程。序列化之後位元組序列可以用於儲存和傳輸（儲存和傳輸就涉及到了I/O操作）。

在Java中只要讓需要序列化的類實現Serializable即可，同時Android提供了另一種序列化方式Parcelable介面，最後就是網路通訊常用的json，以上就是常見的序列化方式。

序列化-Serializable

序列化：

        Bean bean = new Bean();
        bean.setIndex(100);
        bean.setName("number");
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(file);
         objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
         objectOutputStream.writeObject(bean);
         objectOutputStream.close()
 

通過上述程式碼我們可以將bean序列化並寫入file中。通過分析原始碼我們瞭解序列化過程如下：

• 寫入流的頭資訊

頭資訊包含兩個欄位他們是在ObjectStreamConstants類中定義的

    /**
     * Magic number that is written to the stream header.
     */
    final static short STREAM_MAGIC = (short)0xaced;

    /**
     * Version number that is written to the stream header.
     */
    final static short STREAM_VERSION = 5;

頭資訊存放在序列化後的位元組序列的頭部，在反序列化時會校驗其值。

• 之後呼叫writeObject開始真正的序列化流程，在writeObject會先獲取傳入的要序列化物件的本地描述並封裝到一個名叫ObjectStreamClass的類中，該類例項在構建的時候會儲存諸如類名、是否實現Serializable介面、傳入類的serialVersionUID、傳入類的欄位屬性資訊、writeObjectMethod 、readObjectMethod等等。其中很多資訊都是通過反射獲取的。

• 獲取本地描述例項之後會把這些資訊寫入流中，此時並未寫物件的資訊，即欄位的值。

• 最後寫入物件資訊，寫的時候會先寫基本型別的欄位值再寫非基本型別欄位值

  至此序列化過程就完成了。

  反序列化-Serializable

  • 首先會先檢查位元組序列頭部資訊是否匹配
  • 之後呼叫readObject() 讀取流中的位元組，首先會讀取到類的描述資訊ObjectStreamClass 物件，然後利用該物件記憶體儲處的資訊去例項化物件（反射建立物件未使用構造器）然後給物件欄位進行賦值，完成後返回反序列化後的物件。

  注意：

  靜態變數無法序列化

  transient關鍵字修飾的變數無法序列化

  多次序列化同一物件，內部只會序列化一次之後再次序列化會返回已序列化的編號。

  Parcelable

  使用：

  
  public class ABean implements Parcelable {
      private  int index;
      private String name;
  
      protected ABean(Parcel in) {
          index = in.readInt();
          name = in.readString();
      }
     //反序列化功能由CREATOR完成，在CREATOR的內部標明的如何建立序列物件和陣列
      public static final Creator<ABean> CREATOR = new Creator<ABean>() {
          @Override
        //從Parcel中反序列化物件
          public ABean createFromParcel(Parcel in) {
              //其內部呼叫Parcel的一系列readXXX方法實現反序列化過程
              return new ABean(in);
          }
  
          @Override
          public ABean[] newArray(int size) {
              return new ABean[size];
          }
      };
  
      public int getIndex() {
          return index;
      }
  
      public void setIndex(int index) {
          this.index = index;
      }
  
      public String getName() {
          return name == null ? "" : name;
      }
  
      public void setName(String name) {
          this.name = name;
      }
  
      @Override
      public int describeContents() {
          return 0;
      }
      //序列化過程：
      //重寫writeToParcel方法，我們要在這裡逐一對需要序列化的屬性用Parcel的一系列writeXXX方法寫入
      @Override
      public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
          dest.writeInt(index);
          dest.writeString(name);
      }
  }
  
  
  

上面是基本使用，首先要實現Parcelable介面以及其要求實現的兩個方法describeContents、writeToParcel，然後還需要定義一個名字為CREATOR的 Creator物件。

序列化是通過writeToParcel方法實現的，在該方法內部會先寫入傳入類的類名然後呼叫我們實現的writeToParcel方法按順序寫入。

反序列化是通過readParcelable方法實現的，在該方法內部會先通過反射獲取我們在類內部定義的CREATOR，然後呼叫CREATOR的createFromParcel來建立例項物件，這樣就完成了反序列化。

參考連結：

https://blog.csdn.net/willway_wang/article/details/106745481

https://www.cnblogs.com/wangle12138/p/8257016.html

三、輸入輸出流

分類：

• 按資料流的方向不同分類：輸入流、輸出流
• 按最小的資料單元分類：位元組流、字元流
• 按照功能不同分成節點流和處理流

輸入流

Java中所有輸入流都是InputStream或Reader的子類。

輸出流

所有輸出流都是OutputStream或Writer的子類。

位元組流

位元組流是指以 8 位（即 1 byte，8 bit）作為一個數據單元，資料流中最小的資料單元是位元組的流。InputStream/OutputStream 是位元組流的基類。

InputStream

輸入位元組流基類，其子類有FileInputStream、DataInputStream、BufferedInputStream、ByteArrayInputStream、ObjectInputStream等

• public abstract int read( )：讀取一個byte的資料，返回值是高位補0的int型別值。若返回值=-1說明沒有讀取到任何位元組讀取工作結束。
• public int read(byte b[ ])：讀取b.length個位元組的資料放到b陣列中。返回值是讀取的位元組數。該方法實際上是呼叫下一個方法實現的
• public int read(byte b[ ], int off, int len)：從輸入流中最多讀取len個位元組的資料，存放到偏移量為off的b陣列中。
• public int available( )：返回輸入流中可以讀取的位元組數。注意：若輸入阻塞，當前執行緒將被掛起，如果InputStream物件呼叫這個方法的話，它只會返回0，這個方法必須由繼承InputStream類的子類物件呼叫才有用，
• public long skip(long n)：忽略輸入流中的n個位元組，返回值是實際忽略的位元組數, 跳過一些位元組來讀取
• public int close( ) ：我們在使用完後，必須對我們開啟的流進行關閉.

OutputStream

輸出位元組流基類，其子類有FileOutputStream、DataOutputStream、BufferedOutputStream、ByteArrayOutputStream、ObjectOutputStream等

• public void write(byte b[ ])：將引數b中的位元組寫到輸出流。
• public void write(byte b[ ], int off, int len) ：將引數b的從偏移量off開始的len個位元組寫到輸出流。
• public abstract void write(int b) ：先將int轉換為byte型別，把低位元組寫入到輸出流中。
• public void flush( ) : 將資料緩衝區中資料全部輸出，並清空緩衝區。
• public void close( ) : 關閉輸出流並釋放與流相關的系統資源。

字元流

Reader

字元輸入流基類，其子類有BufferedReader、InputStreamReader、StringReader等

• public int read() throws IOException; //讀取一個字元，返回值為讀取的字元
• public int read(char cbuf[]) throws IOException;/讀取一系列字元到陣列cbuf[]中，返回值為實際讀取的字元的數量/
• public abstract int read(char cbuf[],int off,int len) throws IOException;

Writer

字元輸出流基類，其子類有BufferedWriter、OutputStreamWriter、StringWriter等

• public void write(int c) throws IOException；//將整型值c的低16位寫入輸出流
• public void write(char cbuf[]) throws IOException；//將字元陣列cbuf[]寫入輸出流
• public abstract void write(char cbuf[],int off,int len) throws IOException；//將字元陣列cbuf[]中的從索引為off的位置處開始的len個字元寫入輸出流
• public void write(String str) throws IOException；//將字串str中的字元寫入輸出流
• public void write(String str,int off,int len) throws IOException；//將字串str 中從索引off開始處的len個字元寫入輸出流

節點流

Java根據流是否直接處理資料分為節點流和處理流，節點流是真正直接處理資料的流，在使用完畢後需要關閉。FileInputStream，FileOutputStrean，FileReader，FileWriter，StringReader，StringWriter等都是節點流。

處理流

處理流是裝飾加工節點流的，它是對一個已存在的流的連線和封裝，通過所封裝的流的功能呼叫實現資料讀寫。BufferedImputStrean，BufferedOutputStream，BufferedReader ，BufferedWriter，InputStreamReader，OutputStreamWriter等都是處理流。

比如Bufferedxxx流都是帶緩衝的流

最後補充一個圖（來源於網路）：

四、RandomAccessFile

它是Java提供的隨機存取檔案內容的類，在建構函式中傳入所需許可權（讀、寫等）。其提供了seek函式，該函式可以把檔案游標定位到指定位置從而從此開始讀寫檔案內容。它還提供readInt、readDobule、writeInt等讀寫基本資料型別的方法。底層原理是記憶體對映檔案方式（nio包），即把檔案對映到記憶體後再操作，省去了頻繁磁碟io（ _待驗證 ）。

RandomAccessFile簡介與使用_LJHSkyWalker的部落格-CSDN部落格_randomaccessfile