計算機最重要的功能是處理數據。一個有用的計算機語言需要擁有良好的IO功能，以便讓未處理的數據流入程序，讓已處理的數據流出。
與其他語言相比，Java的IO功能顯得復雜。在其他語言中，許多IO功能(比如讀取文件)，是被封裝好的，可以用一兩行程序實現。在Java中，程序員往往需要多個層次的裝飾(decoration)，才能實現文件讀取。
相對的復雜性帶來的好處是IO的靈活性。在Java中，程序員可以控制IO的整個流程，從而設計出最好的IO方式。我們將在下文看到更多。
IO示例
下面是我用于演示的文件file.txt
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Hello World!Hello Nerd! |
我們先來研究一個文件讀取的例子:
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import java.io.*;public class Test{ public static void main(String[] args) { try { BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt")); String line = br.readLine(); while (line != null) { System.out.println(line); line = br.readLine(); } br.close(); } catch(IOException e) { System.out.println("IO Problem"); } }} |
這段程序中包含一個try...catch...finally的異常處理器。可參考Java進階教程之 異常處理
裝飾器與功能組合
程序IO的關鍵在于創建BufferedReader對象br:
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BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt")); |
在創建的過程中，我們先建立了一個FileReader對象，這個對象的功能是從文件"file.txt"中讀取字節(byte)流，并轉換為文本流。在Java中，標準的文本編碼方式為unicode。BufferedReader()接收該FileReader對象，并拓展FileReader的功能，新建出一個BufferedReader對象。該對象除了有上述的文件讀取和轉換的功能外，還提供了緩存讀取(buffered)的功能。最后，我們通過對br對象調用readLine()方法，可以逐行的讀取文件。
(緩存讀取是在內存中開辟一片區域作為緩存，該區域存放FileReader讀出的文本流。當該緩存的內容被讀走后(比如readLine()命令)，緩存會加載后續的文本流。)
BufferedReader()是一個裝飾器(decorator)，它接收一個原始的對象，并返回一個經過裝飾的、功能更復雜的對象。修飾器的好處是，它可以用于修飾不同的對象。我們這里被修飾的是從文件中讀取的文本流。其他的文本流，比如標準輸入，網絡傳輸的流等等，都可以被BufferedReader()修飾，從而實現緩存讀取。
下圖顯示了br的工作方式，數據自下而上流動:
上述的裝飾過程與Linux中的文本流思想很相似。在Linux中，我們使用類似函數的方式來處理和傳遞文本流。在Java中，我們使用了裝飾器。但它們的目的都類似，就是實現功能的模塊化和自由組合。
更多的組合
事實上，Java提供了豐富的裝飾器。FileReader中合并了讀取和轉換兩個步驟，并采用了常用的默認設置，比如編碼采取unicode。我們可以使用FileInputStream + InputStreamReader的組合來替代FileReader，從而分離讀取字節和轉換兩個步驟，并對兩個過程有更好的控制。
(當然，FileReader的使用更加方便。InputStreamReader是將FileInputStream轉換成一個Reader，用于處理unicode文本)
箭頭表示數據流動方向
流的讀寫來自于四個基類: InputStream, OutputStream, Reader和Writer。InputStream和Reader是處理讀取操作，OutputStream和Writer是處理寫入操作。它們都位于java.io包中。繼承關系如下:
java.io
此外，IOException有如下衍生類:
IOException
Reader和Writer及其衍生類是處理unicode文本。如我們看到的Buffered Reader, InputStreamReader或者FileReader。
InputStream和OutputStream及其衍生類是處理字節(byte)流。計算機中的數據都可以認為是字節形式，所以InputStream和OutputStream可用于處理更加廣泛的數據。比如我們可以使用下面的組合來讀取壓縮文件中包含的數據(比如整數):
箭頭表示數據流動方向
我們從壓縮文件中讀出字節流，然后解壓縮，最終讀出數據。
寫入
寫入(write)操作與讀取操作相似。我們可以通過使用裝飾，實現復雜的寫入功能。這里是一個簡單的寫入文本的例子:
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import java.io.*;public class Test{ public static void main(String[] args) { try { String content = "Thank you for your fish."; File file = new File("new.txt"); // create the file if doesn't exists if (!file.exists()) { file.createNewFile(); } FileWriter fw = new FileWriter(file.getAbsoluteFile()); BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw); bw.write(content); bw.close(); } catch(IOException e) { System.out.println("IO Problem"); } }} |
上面創建了file對象，用于處理文件路徑。
總結
這里只是對Java IO的基本介紹。Java的IO相對比較復雜。Java程序員需要花一些時間來熟悉java.io中的類及其功能。
