Java - I/O

File類

• ?java.io

　操作文件和目錄，與平臺無關。具體的常用實例方法：

File file = new File(".");    //  以當前路徑創建名為 "." 的 File 對象

? · ? 文件目錄信息函數
? ? - ? String getName/Path/Parent()： 文件名/路徑/父目錄
? ? - ? boolean renameTo(File newName)：文件/目錄重命名
? ? - ? long length()：文件內容長度
? ? - ? long lastModified()：文件最后編輯時間
? · ? 文件檢測函數
? ? - ? boolean exists()：判斷文件/目錄是否存在
? ? - ? boolean isFile/isDirectory()：判斷是否為文件/目錄
? ? - ? boolean canRead/Write()：是否可讀/寫
? ? - ? boolean isAbsolute()：文件/目錄是否絕對路徑
? · ? 文件目錄操作函數
? ? - ? boolean creatNewFile()：新建 File 對象對應的文件
? ? - ? boolean mkdir()：創建 File 對象對應的目錄
? ? - ? boolean delete()：刪除文件/目錄
? ? - ? void deleteOnExit()：JVM 退出時，刪除文件/目錄
? ? - ? String[] list()：返回 File 對象的所有子文件名和路徑名
? ? - ? File[] listFiles()：返回 File 對象的所有子文件和路徑

? · ? 文件過濾器
　利用File類的String[] list(FilenameFilter filter)方法，過濾得到指定類型的文件/目錄，必須重寫accept方法。具體應用步驟：
? ζ ? 實現FilenameFilter接口；
? ζ ? 實現boolean accept(File dir, String name)方法； 　
由于FilenameFilter是函數式接口，Lambda表達式可直接作為入參。
?參考 ：FilenameFilter 介紹；

? · ? RandomAccessFile類
　? Java輸入-輸出體系中功能最豐富的文件內容訪問類(局限性是只能讀寫文件，不能讀寫IO流)，提供"隨機訪問"方式，支持追加文件內容、自由定義記錄指針位置：
　? - ?long getFilePointer()：返回文件記錄指針當前位置；
　? - ?void seek(long pos)：文件記錄指針定位到pos處；
注意，定點插入數據需要先緩存插入點之后的數據，然后追加新數據，最后還原緩存的數據。RandomAccessFile類可以實現多線程斷點下載/傳輸工具。

Files類

• ?java.io.file

　File類的工具類，高度封裝，支持文件復制、讀寫文件、遍歷文件和子目錄，Java-8支持Stream API操作文件目錄和文件內容。

?·???文件復制

Files.copy(Path source, Path target, CopyOption options);  // 文件到文件
Files.copy(InputStream in, Path target, CopyOption options);   // 輸入流到文件
Files.copy(Path source, OutputStream out);   // 文件到輸出流

?·?? 讀寫文件

Files.write(Path src, List<string> strList);  // 將字符串內容寫入文件
Files.list(Path path);  // 列出path目錄下的所有文件和子目錄
Files.lines(Path src);  // 列出文件中所有行

?·?? 遍歷文件和目錄

// 遍歷startPath路徑下所有文件和子目錄，并會“觸發”FileVisitor中的相應方法
Files.walkFileTree(Path startPath, FileVisitor<? super Path> visitor);
Files.walkFileTree(Path startPath, Set<File VisitOption> options, int maxDepth, FileVisitor<? super Path> visitor);　　

I/O 流

　流(stream)是從起源(source)到接收(sink)的有序數據，允許Java程序以相同的方式訪問不同的輸入/輸出源。Java通過裝飾器模式將底層節點流(低級流)封裝成上層處理流(高級流)，統一對不同數據源的訪問，靈活方便、執行效率高。利用文件過濾器和I/O流可以實現文件的條件復制。流模型的功能體現：
? ·　性能提高：以增加緩沖的方式提高I/O效率；
? ·　操作便捷：提供不同的流處理方法，靈活性；　
　Java-I/O的4個抽象基類：
? · ? 輸入流： InputStream，字節流 - Reader，字符流，
??ζ ?int read()：讀取單字節/單字符，返回int型字節/字符數據；
??ζ ?int read(byte/char[] b)： 字節/字符數組；
??ζ ?int read(byte/char[] b, int pos, int len)：字節/字符數組；
? · ? 輸出流：OutputStream，字節流 - Writer，字符流
??ζ ?void write(int v)：將字節/字符數據v寫入到輸出流中；
??ζ ?int write(byte/char[] b)-(String str)：字節/字符數組 - 字符串；
??ζ ?int write(byte/char[] b, int pos, int len)-(String str, int pos, int len)：字節/字符數組 - 字符串；
　字節流比字符流適應范圍廣，但字符流操作方便，文本文件推薦字符流，二進制文件推薦字節流。流的處理依靠隱式的記錄指針：
?? ζ ?void mark(int pos)：標記記錄指針當前位置；
?? ζ ?void reset()：記錄指針復位；　
?? ζ ?long skip(long n)：記錄指針前移n個字節/字符；
　節點流直接以物理IO節點為構造器參數，處理流以已存在的流為構造器參數。System.out是輸出處理流PrintStream的實例，System.in是輸入節點流InputStream的實例。
? ? 其他的流
? [1].轉換流：InputStreamReader/OutputStreamWriter
　　 處理流，將字節流單向轉換為字符流。
? [2].推回輸入流：PushbackInputStream/Reader
　　 處理流，利用推回緩沖區，其方法unread()可以重復讀取剛剛讀取的內容。
? [3].緩沖流：BufferedInput/OutputStream-BufferedReader/Writer
　　 處理流，結合flush()方法實現緩沖功能。其方法readLine()用于讀取行。
? [4].對象流：ObjectInput/OutputStream
　　 處理流，實現對象的序列化。
? [5].管道流：PipedInput/OutputStream-PipedReader/Writer
　　 節點流，實現進程間通信。
　 其他的如處理文件、數組、字符串的流均為節點流。
? ? 標準流重定向：將System.in/out重定向到相應位置；
? ?static void setIn/Out/Err(InputStream in/PrintStream out/PrintStream err)；
?此外，Runtime.getRuntime().exec("文件名")啟動子進程，JVM可以利用返回的Process對象讀寫子進程的數據。

參考：Java - IO整理

對象序列化機制

　允許把內存中的Java對象(對象的類名、實例變量)轉換為平臺無關的二進制字節流(序列化，Serialize)，用于永久保存對象到磁盤或利用套接字/RMI傳輸對象，后續可以恢復出Java對象(反序列化，Deserialize)。其中，反序列化讀取的是類對象的數據而不是類本身，必須提供該對象的class文件。對象序列化機制是Java提供分布式網絡編程的基礎，也是Java EE的基礎。
　對象支持序列化，其類必須是可序列化的，即必須實現接口之一：
　 ·?Serializable：標記聲明性接口，常用；
　 ·?Externalizable：用于完全自定義序列化機制，性能略優但編程復雜度高；

public class MyClass implements java.io.Serializable{
      ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("文件名")); 
      MyClass objMy = new MyClass();   out.writeObject(objMy);
      out.close();

      ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("文件名"));    
      MyClass resMy = (MyClass)in.readObject();
      in.close();
}

　Java序列化機制采用對對象序列化編號的方法避免同一對象重復序列化，此方法中要注意可變對象。
? · ? 自定義序列化機制
　?自定義序列化控制程序如何序列化實例變量，重寫如下方法：
　　·? private void writeObject(ObjectOutputStream out)：寫入特定類的實例狀態；
　　·? private void readObject(ObjectInputStream in)：從流中讀取并恢復對象的實例變量；
　　·? private void readObjectNoData()：可以正確初始化反序列化的對象；
　 關鍵字transient用于修飾實例變量，序列化對象時忽略之，static變量也不會序列化，但是可以通過重寫writeObject()和readObject()手動序列化保存。

@override
private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException{
      out.defaultWriteObject();
      out.writeXxx(基本類型變量)/writeObject(引用類型變量);
}
@override
private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException,ClassNotFoundException{
      in.defaultReadObject();
      in.ReadXxx()/readObject();
}

　?自定義序列化機制可以加密提供安全性：　
　　·? private Object writeReplace()
　　　 序列化對象objA時將對象objA替換成其他對象objB，然后調用writeObject()方法序列化對象objB，可繼承；
　　·? private Object readResolve()
　　　 實現保護性復制整個對象，在readObject()之后調用，返回值會代替readObject()反序列化出來的對象以保證反序列化的正確性，常用于單例類、枚舉類的序列化，可繼承；
? · ? 完全自定義序列化機制
　允許完全由程序員自主決定存儲和恢復對象數據，必須實現接口Externalizable和如下方法：
　 ·? public void writeExternal(ObjectOutput out)：保存對象的狀態；
　 ·? public void readExternal(ObjectInput in)：實現對象反序列化；
　 方法實現體中，調用DataIn/Output(ObjectIn/Output的父接口)的方法保存/恢復基本類型的實例變量，調用ObjectIn/Output的read/writeObject()方法保存/恢復引用類型的實例變量。

public class MyClass implements Externalizable{
      public MyClass(){}       // 無參的public構造函數
      @override
      public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException{
          ...
      }
      @override
      public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException,ClassNotFoundException{
          ...
      }
}

? · ? 序列化機制版本
　 Java序列化機制允許為序列化類提供private static final long serialVersionUID標識Java類的序列化版本，保證序列化版本的兼容性、有利于程序在不同JVM間的可移植性。

參考：

• Java對象序列化； 理解Java對象序列化； JAVA序列化機制；序列化介紹；
• Java序列化格式詳解；?

NIO

Java的NIO參見：Java - NIO - sqh；