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第10章 Java IO系统

“对语言设计人员来说，创建好的输入／输出系统是一项特别困难的任务。”

由于存在大量不同的设计方案，所以该任务的困难性是很容易证明的。其中最大的挑战似乎是如何覆盖所有可能的因素。不仅有三种不同的种类的IO需要考虑（文件、控制台、网络连接），而且需要通过大量不同的方式与它们通信（顺序、随机访问、二进制、字符、按行、按字等等）。

Java库的设计者通过创建大量类来攻克这个难题。事实上，Java的IO系统采用了如此多的类，以致刚开始会产生不知从何处入手的感觉（具有讽刺意味的是，Java的IO设计初衷实际要求避免过多的类）。从Java

1.0升级到Java 1.1后，IO库的设计也发生了显著的变化。此时并非简单地用新库替换旧库，Sun的设计人员对原来的库进行了大手笔的扩展，添加了大量新的内容。因此，我们有时不得不混合使用新库与旧库，产生令人无奈的复杂代码。

本章将帮助大家理解标准Java库内的各种IO类，并学习如何使用它们。本章的第一部分将介绍“旧”的Java 1.0 IO流库，因为现在有大量代码仍在使用那个库。本章剩下的部分将为大家引入Java 1.1 IO库的一些新特性。注意若用Java 1.1编译器来编译本章第一部分介绍的部分代码，可能会得到一条“不建议使用该特性”（Deprecated feature）警告消息。代码仍然能够使用；编译器只是建议我们换用本章后面要讲述的一些新特性。但我们这样做是有价值的，因为可以更清楚地认识老方法与新方法之间的一些差异，从而加深我们的理解（并可顺利阅读为Java 1.0写的代码）。

10.1 输入和输出

可将Java库的IO类分割为输入与输出两个部分，这一点在用Web浏览器阅读联机Java类文档时便可知道。通过继承，从InputStream（输入流）衍生的所有类都拥有名为read()的基本方法，用于读取单个字节或者字节数组。类似地，从OutputStream衍生的所有类都拥有基本方法write()，用于写入单个字节或者字节数组。然而，我们通常不会用到这些方法；它们之所以存在，是因为更复杂的类可以利用它们，以便提供一个更有用的接口。因此，我们很少用单个类创建自己的系统对象。一般情况下，我们都是将多个对象重叠在一起，提供自己期望的功能。我们之所以感到Java的流库（Stream Library）异常复杂，正是由于为了创建单独一个结果流，却需要创建多个对象的缘故。

很有必要按照功能对类进行分类。库的设计者首先决定与输入有关的所有类都从InputStream继承，而与输出有关的所有类都从OutputStream继承。

10.1.1 InputStream的类型

InputStream的作用是标志那些从不同起源地产生输入的类。这些起源地包括（每个都有一个相关的InputStream子类）：

(1) 字节数组
(2) String对象
(3) 文件
(4) “管道”，它的工作原理与现实生活中的管道类似：将一些东西置入一端，它们在另一端出来。
(5) 一系列其他流，以便我们将其统一收集到单独一个流内。
(6) 其他起源地，如Internet连接等（将在本书后面的部分讲述）。

除此以外，FilterInputStream也属于InputStream的一种类型，用它可为“破坏器”类提供一个基础类，以便将属性或者有用的接口同输入流连接到一起。这将在以后讨论。

Class	Function	Constructor Arguments	How to use it
ByteArray-InputStream	Allows a buffer in memory to be used as an InputStream.	The buffer from which to extract the bytes.	As a source of data. Connect it to a FilterInputStream object to provide a useful interface.
StringBuffer-InputStream	Converts a String into an InputStream.	A String. The underlying implementation actually uses a StringBuffer.	As a source of data. Connect it to a FilterInputStream object to provide a useful interface.
File-InputStream	For reading information from a file.	A String representing the file name, or a File or FileDescriptor object.	As a source of data. Connect it to a FilterInputStream object to provide a useful interface.

类功能构建器参数／如何使用

ByteArrayInputStream 允许内存中的一个缓冲区作为InputStream使用

从中提取字节的缓冲区／作为一个数据源使用。通过将其同一个FilterInputStream对象连接，可提供一个有用的接口

StringBufferInputStream 将一个String转换成InputStream 一个String（字串）。基础的实施方案实际采用一个StringBuffer（字串缓冲）／作为一个数据源使用。通过将其同一个FilterInputStream对象连接，可提供一个有用的接口

FileInputStream 用于从文件读取信息代表文件名的一个String，或者一个File或FileDescriptor对象／作为一个数据源使用。通过将其同一个FilterInputStream对象连接，可提供一个有用的接口

Piped-InputStream	Produces the data that’s being written to the associated PipedOutput-Stream. Implements the “piping” concept.	PipedOutputStream	As a source of data in multithreading. Connect it to a FilterInputStream object to provide a useful interface.
Sequence-InputStream	Coverts two or more InputStream objects into a single InputStream.	Two InputStream objects or an Enumeration for a container of InputStream objects.	As a source of data. Connect it to a FilterInputStream object to provide a useful interface.
Filter-InputStream	Abstract class which is an interface for decorators that provide useful functionality to the other InputStream classes. See Table 10-3.	See Table 10-3.	See Table 10-3.

PipedInputString 产生为相关的PipedOutputStream写的数据。实现了“管道化”的概念

PipedOutputStream／作为一个数据源使用。通过将其同一个FilterInputStream对象连接，可提供一个有用的接口

SequenceInputStream 将两个或更多的InputStream对象转换成单个InputStream使用

两个InputStream对象或者一个Enumeration，用于InputStream对象的一个容器／作为一个数据源使用。通过将其同一个FilterInputStream对象连接，可提供一个有用的接口

FilterInputStream 对作为破坏器接口使用的类进行抽象；那个破坏器为其他InputStream类提供了有用的功能。参见表10.3

参见表10.3／参见表10.3

10.1.2 OutputStream的类型

这一类别包括的类决定了我们的输入往何处去：一个字节数组（但没有String；假定我们可用字节数组创建一个）；一个文件；或者一个“管道”。

除此以外，FilterOutputStream为“破坏器”类提供了一个基础类，它将属性或者有用的接口同输出流连接起来。这将在以后讨论。

表10.2 OutputStream的类型

Class	Function	Constructor Arguments	How to use it
ByteArray-OutputStream	Creates a buffer in memory. All the data that you send to the stream is placed in this buffer.	Optional initial size of the buffer.	To designate the destination of your data. Connect it to a FilterOutputStream object to provide a useful interface.
File-OutputStream	For sending information to a file.	A String representing the file name, or a File or FileDescriptor object.	To designate the destination of your data. Connect it to a FilterOutputStream object to provide a useful interface.
Piped-OutputStream	Any information you write to this automatically ends up as input for the associated PipedInput-Stream. Implements the “piping” concept.	PipedInputStream	To designate the destination of your data for multithreading. Connect it to a FilterOutputStream object to provide a useful interface.
Filter-OutputStream	Abstract class which is an interface for decorators that provide useful functionality to the other OutputStream classes. See Table 10-4.	See Table 10-4.	See Table 10-4.

类功能构建器参数／如何使用

ByteArrayOutputStream 在内存中创建一个缓冲区。我们发送给流的所有数据都会置入这个缓冲区。

可选缓冲区的初始大小／用于指出数据的目的地。若将其同FilterOutputStream对象连接到一起，可提供一个有用的接口

FileOutputStream 将信息发给一个文件用一个String代表文件名，或选用一个File或FileDescriptor对象／用于指出数据的目的地。若将其同FilterOutputStream对象连接到一起，可提供一个有用的接口

PipedOutputStream 我们写给它的任何信息都会自动成为相关的PipedInputStream的输出。实现了“管道化”的概念

PipedInputStream／为多线程处理指出自己数据的目的地／将其同FilterOutputStream对象连接到一起，便可提供一个有用的接口

FilterOutputStream 对作为破坏器接口使用的类进行抽象处理；那个破坏器为其他OutputStream类提供了有用的功能。参见表10.4

参见表10.4／参见表10.4