什么是I/O 流，如何分类

Java的核心库java.io提供了全面的I/O接口。所谓I/O其实是Input和Output的缩写，在Java中，I/O指的是通过数据流、序列化和文件系统提供系统的输入和输出。

Java中的I/O是以流为基础实现输入/输出的，流是一个很形象的概念，当程序需要读取数据（Input）时，就会开启一个通向数据源的流，这个数据源可以是文件、内存，或者网络连接；当程序需要写入数据（Output）时，就会开启一个通向目的地的流。数据好像在其中“流”动一样。所以，我们会经常听到I/O流这样的描述。

Java中的I/O是一个非常庞大的体系，下面介绍I/O流的分类。

I/O流的分类方式有许多种，按照流的方向可以分为输入流和输出流；按照数据传输的单位又可以划分为字节流和字符流。

1. 输入流与输出流

对于输入和输出，需要有一个参照物，我们在描述流的方向时，可以把外部输入设备作为参照物。

当程序要从外部输入设备，如文件、网络等读取数据时，流的方向是外部输入设备到运行程序，这种方向的I/O流我们称之为输入流。

当程序要把数据写入外部输入设备时，流的方向是运行程序到外部设备，这种方向的I/O流我们称之为输出流，如图14-1所示。

2. 字节与字符

I/O流的作用是传输数据，根据数据传输的单位可以把I/O流分为字节流和字符流。那么什么是字节和字符呢？

在计算机中，数据的最小单位是比特（bit），比特是信息技术中最基本的存储单元，二进制中的一位就是1 bit。

但是因为比特太小了，所以我们通常在计量数据容量时，会采用字节（Byte）这种计量单位。在大多数计算机系统中，一个字节（Byte）是一个8位（bit）长的数据单位，所以Byte和bit之间的换算关系是 1 Byte=8 bit 。

通常我们也把Byte缩写成B，随着存储容量越来越大，我们也经常使用KB、MB、GB、TB等表示数据容量。

除了以字节为传输单位，还有一种常见的传输方式——传输字符。

字符（Char，Character）是计算机中使用的字母、数字、字和符号，比如A、B、1、$等。

一般情况下，一个英文字符占用1字节，一个汉字字符占用2字节。这只是通常的情况，因为在不同的编码方式下，字符占用的字节数是不一定的，关于这部分知识，我们在第23章中会重点介绍。

因为一个字符至少要占用1字节，所以字符是比字节更大的一种计量单位。

3. 字节流与字符流

在I/O流中，传输的数据类型是字节（Byte）的就是字节流，传输的数据类型是字符（Char）的就是字符流。

在Java中，操作字节类型的数据的主要操作类是OutputStream和InputStream的子类，操作字符类型的数据的主要操作类是Reader和Writer的子类。

如果按照流向来区分这四种类，那么InputStream和Reader是输入流，而OutputStream和Writer是输出流，如表所示。

4. 字节流与字符流的互相转换

在Java的I/O体系中，除了字节流、字符流需要用的这四种I/O相关的类，还存在一组字节流—字符流的转换类。也就是说，字节流和字符流之间是可以相互转换的，当我们想要把字符流转成字节流时，可以使用OutputStreamWriter；当我们想要把字节流转成字符流时，可以使用InputStreamReader。

OutputStreamWriter：Writer的子类，是字符流通向字节流的桥梁，将输出的字符流变为字节流，即将一个字符流的输出对象变为字节流输出对象。其用法如下：

public static void main(String[] args) throws IOException {File f = new File("io.txt");OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(f),"UTF-8");osw.write(" 字符转成字节输出");osw.close();}

InputStreamReader：Reader的子类，是字节流通向字符流的桥梁，将输入的字节流变为字符流，即将一个字节流的输入对象变为字符流的输入对象。其用法如下：

public static void main(String[] args) throws IOException {File f = new File("io.txt");InputStreamReader inr = new InputStreamReader(new FileInputStream(f),"UTF-8");char[] buf = new char[1024];int len = inr.read(buf);System.out.println(new String(buf,0,len));inr.close();}

内容摘自《深入理解Java核心技术》，作者是Hollis，张洪亮，阿里巴巴技术专家，51CTO 专栏作家，CSDN 博客专家，掘金优秀作者，《程序员的三门课》联合作者，《Java工程师成神之路》系列文章作者；热衷于分享计算机编程相关技术，博文全网阅读量数千万。