Netty学习前的基础知识（一）：Java I/O 系统

深碍√TFBOYSˉ_ 2023-06-04 03:56 12阅读 0赞

##### 背景 #####

记录java io基础知识。

##### 基础知识 #####

1.  流的概念  
    Java程序通过**流**来完成**输入/输出**。流是生产或者消费信息的抽象。流通过Java的输入/输出系统与物理设备连接。尽管与他们连接的物理设备不尽相同，所有流的行为具有同样的方式。这样相同的输入/输出类和方法适用于所有类型的外部设备。这意味着一个输入流能够抽象多种不同类型的输入：从磁盘文件，从键盘或者网络套接字。同样，一个输入流可以输出到控制台，磁盘文件或相连的网络。流是处理输入/输出的一个洁净的方法，例如它不需要代码理解键盘和网络的不同。Java中流的实现是在java.io包定义的类层次结构内部的。
2.  数据流  
    输入/输出时，数据在通信通道中流动。所谓，“数据流（stream）”指的是所有数据通信通道之中，数据的起点和终点。信息的通道就是一个数据流。只要是数据从一个地方流到另外一个地方，这种数据流动的通道都可以称为数据流。
3.  从程序角度理解  
    输入/输出是相对于程序来说的。程序在使用数据时所扮演的角色有两个：一个是源，一个是目的。若程序是数据流的源，即数据的提供者，这个数据流对程序来说就是一个“输出数据流”（数据从程序流出）。若程序是数据流的终点，这个数据流对程序而言就是一个“输入数据流”（数据从程序外流向程序）。
4.  功能分类：输入流和输出流
5.  结构分类：字节流（以字节为处理单位称面向字节）和字符流（以字符为处理单位成面向字符）。
6.  字节流的输入流和输出流基础是**InputStream**和**OutputStream**这两个抽象类，字节流的输入输出操作由这两个类的子类实现。字符流是Java 1.1 版后新增加的以字符为单位进行输入和输出处理的流，字符流输入输出的基础是抽象类**Reader**和**Writer**。在最底层，所有的输入/输出都是字节形式的。于是字符的流只为处理字符提供方便有效的方法。

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##### 输入流 #####

1.  读数据的逻辑过程：  
    a) open a strean  
    b） while more information  
    c） read information  
    d） close the stream

##### 输出流 #####

1.  写数据的逻辑过程
    
    a) open a strean  
    b） while more information  
    c） read information  
    d） close the stream

##### 流的分类 #####

1.  **节点流**： 从**特定的地方**（文件）读写的流类，例如：磁盘或者一块内存区域。
2.  **过滤流**：使用节点流作为输入或输出。过滤流是使用一个已经存在的输入流或者输出流连接创建的。

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##### java.io包中 InputStream的类层次结构 #####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L291dHNhbmRpbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70]

##### java.io包中 OutputStream的类层次结构 #####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L291dHNhbmRpbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

##### java.io包中 Reader的类层次结构 #####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L291dHNhbmRpbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

##### java.io包中 Writer的类层次结构 #####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L291dHNhbmRpbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

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##### I/O流的链接 #####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L291dHNhbmRpbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

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##### 装饰模式（Decorator） #####

1.  装饰模式又名包装（Wrapper）模式
2.  装饰模式以对客户透明的方式动态的给一个对象附加更多责任。在不创建更多子类的情况下，将对象的功能加以扩展。
3.  角色：  
    抽象构件角色（Component）:给出一个抽象接口，以规范接口附加责任的对象。  
    具体构件角色（Concrete Componet）：定义一个将要接收附加责任的类。  
    装饰角色（Decorator）:持有一个构件（Component）对象的引用，并定义一个与抽象构件接口一致的接口。  
    具体装饰角色（Concrete Decorator）：负责给构件对象“贴上”附件的责任。
4.  结构图  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L291dHNhbmRpbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
    a) 类Decorator实现接口Component，并持有Component引用，并且实现接口中Component接口中的方法，方法内部直接调用引用对象的方法即可。  
    b) ConcreteDecorator继承Decorator，并且需要一个Component为参数的构建器，调用super(component)。重写方法，方法内部先是调用super引用的方法，然后附加上自己的业务逻辑功能。

##### 小结 #####

1.  对程序语言设计者来说，设计一个令人满意的I/O(输入输出)系统，是件极艰巨的任务。–《Thinking in java》
2.  流要么是输入流，要么是输出流。
3.  **过滤流**是依赖节点流而进行构建的。
4.  使用： new CCC(new BBB(new AAA()))。设计原则：**装饰设计模式**。
5.  装饰模式架构图。Decorator实现Component接口，并持有Component接口的引用。使用 Component component = new ConcreteDecortor2(new ConcreteDecortor1(new ConcreteComponent()));

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