一． Input和Output
1. stream代表的是任何有能力产出数据的数据源，或是任何有能力接收数据的接收源。在Java的IO中，所有的stream（包括Input和Out stream）都包括两种类型：
1.1 以字节为导向的stream
以字节为导向的stream，表示以字节为单位从stream中读取或往stream中写入信息。以字节为导向的stream包括下面 几种类型：
1) input stream：
1) ByteArrayInputStream：把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
2) StringBufferInputStream：把一个String对象作为InputStream
3) FileInputStream：把一个文件作为InputStream，实现对文件的读取操作
4) PipedInputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
5) SequenceInputStream：把多个InputStream合并为一个InputStream
2) Out stream
1) ByteArrayOutputStream：把信息存入内存中的一个缓冲区中
2) FileOutputStream：把信息存入文件中
3) PipedOutputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
4) SequenceOutputStream：把多个OutStream合并为一个OutStream
1.2 以Unicode字符为导向的stream
以Unicode字符为导向的stream，表示以Unicode字符为单位从stream中读取或往stream中写入信息。以Unicode字符为导向的stream包括下面几种类型：
1) Input Stream
1) CharArrayReader：与ByteArrayInputStream对应
2) StringReader：与StringBufferInputStream对应
3) FileReader：与FileInputStream对应
4) PipedReader：与PipedInputStream对应
2) Out Stream
1) CharArrayWrite：与ByteArrayOutputStream对应
2) StringWrite：无与之对应的以字节为导向的stream
3) FileWrite：与FileOutputStream对应
4) PipedWrite：与PipedOutputStream对应
以字符为导向的stream基本上对有与之相对应的以字节为导向的stream。两个对应类实现的功能相同，字是在操作时的导向不同。如CharArrayReader：和ByteArrayInputStream的作用都是把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用，所不同的是前者每次从内存中读取一个字节的信息，而后者每次从内存中读取一个字符。
1.3 两种不现导向的stream之间的转换
InputStreamReader和OutputStreamReader：把一个以字节为导向的stream转换成一个以字符为导向的stream。
2. stream添加属性
2.1 “为stream添加属性”的作用
运用上面介绍的Java中操作IO的API，我们就可完成我们想完成的任何操作了。但通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类，我们可以为stream添加属性。下面以一个例子来说明这种功能的作用。
如果我们要往一个文件中写入数据，我们可以这样操作：
| FileOutStreamfs=newFileOutStream(“test.txt”); |
然后就可以通过产生的fs对象调用write()函数来往test.txt文件中写入数据了。但是，如果我们想实现“先把要写入文件的数据先缓存到内存中，再把缓存中的数据写入文件中”的功能时，上面的API就没有一个能满足我们的需求了。但是通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类，为FileOutStream添加我们所需要的功能。
2.2FilterInputStream的各种类型
2.2.1用于封装以字节为导向的InputStream
1)DataInputStream：从stream中读取基本类型（int、char等）数据。
2)BufferedInputStream：使用缓冲区
3)LineNumberInputStream：会记录inputstream内的行数，然后可以调用getLineNumber()和setLineNumber(int)
4)PushbackInputStream：很少用到，一般用于编译器开发
2.2.2用于封装以字符为导向的InputStream
1)没有与DataInputStream对应的类。除非在要使用readLine()时改用BufferedReader，否则使用DataInputStream
2)BufferedReader：与BufferedInputStream对应
3)LineNumberReader：与LineNumberInputStream对应
4)PushBackReader：与PushbackInputStream对应
2.3FilterOutStream的各种类型
2.2.3用于封装以字节为导向的OutputStream
1)DataIOutStream：往stream中输出基本类型（int、char等）数据。
2)BufferedOutStream：使用缓冲区
3)PrintStream：产生格式化输出
2.2.4用于封装以字符为导向的OutputStream
1)BufferedWrite：与对应
2)PrintWrite：与对应
3.RandomAccessFile
1)可通过RandomAccessFile对象完成对文件的读写操作
2)在产生一个对象时，可指明要打开的文件的性质：r，只读；w，只写；rw可读写
3)可以直接跳到文件中指定的位置
4.I/O应用的一个例子
| importjava.io.*; publicclassTestIO{ publicstaticvoidmain(String[]args) throwsIOException{ //1.以行为单位从一个文件读取数据 BufferedReaderin= newBufferedReader( newFileReader("F:\nepalon\TestIO.java")); Strings,s2=newString(); while((s=in.readLine())!=null) s2+=s+" "; in.close(); //1b.接收键盘的输入 BufferedReaderstdin= newBufferedReader( newInputStreamReader(System.in)); System.out.println("Enteraline:"); System.out.println(stdin.readLine()); //2.从一个String对象中读取数据 StringReaderin2=newStringReader(s2); intc; while((c=in2.read())!=-1) System.out.println((char)c); in2.close(); //3.从内存取出格式化输入 try{ DataInputStreamin3= newDataInputStream( newByteArrayInputStream(s2.getBytes())); while(true) System.out.println((char)in3.readByte()); } catch(EOFExceptione){ System.out.println("Endofstream"); } //4.输出到文件 try{ BufferedReaderin4= newBufferedReader( newStringReader(s2)); PrintWriterout1= newPrintWriter( newBufferedWriter( newFileWriter("F:\nepalon\TestIO.out"))); intlineCount=1; while((s=in4.readLine())!=null) out1.println(lineCount+++"："+s); out1.close(); in4.close(); } catch(EOFExceptionex){ System.out.println("Endofstream"); } //5.数据的存储和恢复 try{ DataOutputStreamout2= newDataOutputStream( newBufferedOutputStream( newFileOutputStream("F:\nepalon\Data.txt"))); out2.writeDouble(3.1415926); out2.writeChars(" Thaswaspi:writeChars "); out2.writeBytes("Thaswaspi:writeByte "); out2.close(); DataInputStreamin5= newDataInputStream( newBufferedInputStream( newFileInputStream("F:\nepalon\Data.txt"))); BufferedReaderin5br= newBufferedReader( newInputStreamReader(in5)); System.out.println(in5.readDouble()); System.out.println(in5br.readLine()); System.out.println(in5br.readLine()); } catch(EOFExceptione){ System.out.println("Endofstream"); } //6.通过RandomAccessFile操作文件 RandomAccessFilerf= newRandomAccessFile("F:\nepalon\rtest.dat","rw"); for(inti=0;i<10> rf.writeDouble(i*1.414); rf.close(); rf=newRandomAccessFile("F:\nepalon\rtest.dat","r"); for(inti=0;i<10> System.out.println("Value"+i+"："+rf.readDouble()); rf.close(); rf=newRandomAccessFile("F:\nepalon\rtest.dat","rw"); rf.seek(5*8); rf.writeDouble(47.0001); rf.close(); rf=newRandomAccessFile("F:\nepalon\rtest.dat","r"); for(inti=0;i<10> System.out.println("Value"+i+"："+rf.readDouble()); rf.close(); } } |
关于代码的解释（以区为单位）：
1区中，当读取文件时，先把文件内容读到缓存中，当调用in.readLine()时，再从缓存中以字符的方式读取数据（以下简称“缓存字节读取方式”）。
1b区中，由于想以缓存字节读取方式从标准IO（键盘）中读取数据，所以要先把标准IO（System.in）转换成字符导向的stream，再进行BufferedReader封装。
2区中，要以字符的形式从一个String对象中读取数据，所以要产生一个StringReader类型的stream。
4区中，对String对象s2读取数据时，先把对象中的数据存入缓存中，再从缓冲中进行读取；对TestIO.out文件进行操作时，先把格式化后的信息输出到缓存中，再把缓存中的信息输出到文件中。
5区中，对Data.txt文件进行输出时，是先把基本类型的数据输出屋缓存中，再把缓存中的数据输出到文件中；对文件进行读取操作时，先把文件中的数据读取到缓存中，再从缓存中以基本类型的形式进行读取。注意in5.readDouble()这一行。因为写入第一个writeDouble()，所以为了正确显示。也要以基本类型的形式进行读取。
所谓对象序列化就是将对象的状态转换成字节流，以后可以通过这些值再生成相同状态的对象。这个过程也可以通过网络实现，可以先在Windows机器上创建一个对象，对其序列化，然后通过网络发给一台Unix机器，然后在那里准确无误地重新"装配"。像RMI、Socket、JMS、EJB它们中的一种，彼此为什么能够传递Java对象，当然都是对象序列化机制的功劳。
Java对象序列化机制一般来讲有两种用途：
Java的JavaBeans： Bean的状态信息通常是在设计时配置的，Bean的状态信息必须被存起来，以便当程序运行时能恢复这些状态信息，这需要将对象的状态保存到文件中，而后能够通过读入对象状态来重新构造对象，恢复程序状态。
RMI允许象在本机上一样操作远程机器上的对象；或使用套接字在网络上传送对象的程序来说，这些都是需要实现serializaiton机制的。
我们通过让类实现Java.io.Serializable 接口可以将类序列化。这个接口是一个制造者（marker）接口。也就是说，对于要实现它的类来说，该接口不需要实现任何方法。它主要用来通知Java虚拟机（JVM），需要将一个对象序列化。
对于这个，有几点我们需要明确：
并非所有类都可以序列化，在cmd下，我们输入serialver Java.net.Socket，可以得到socket是否可序列化的信息，实际上socket是不可序列化的。
Java有很多基础类已经实现了serializable接口，比如string，vector等。但是比如hashtable就没有实现serializable接口。
将对象读出或者写入流的主要类有两个： ObjectOutputStream与ObjectInputStream .ObjectOutputStream 提供用来将对象写入输出流的writeObject方法， ObjectInputStream提供从输入流中读出对象的readObject方法。使用这些方法的对象必须已经被序列化的。也就是说，必须已经实现 Serializable接口。如果你想writeobject一个hashtable对象，那么，会得到一个异常。
序列化的过程就是对象写入字节流和从字节流中读取对象。将对象状态转换成字节流之后，可以用Java.io包中的各种字节流类将其保存到文件中，管道到另一线程中或通过网络连接将对象数据发送到另一主机。对象序列化功能非常简单、强大，在RMI、Socket、JMS、EJB都有应用。对象序列化问题在网络编程中并不是最激动人心的课题，但却相当重要，具有许多实用意义。
对象序列化可以实现分布式对象。主要应用例如：RMI要利用对象序列化运行远程主机上的服务，就像在本地机上运行对象时一样。
Java对象序列化不仅保留一个对象的数据，而且递归保存对象引用的每个对象的数据。可以将整个对象层次写入字节流中，可以保存在文件中或在网络连接上传递。利用对象序列化可以进行对象的“深复制”，即复制对象本身及引用的对象本身。序列化一个对象可能得到整个对象序列。
Java序列化比较简单，通常不需要编写保存和恢复对象状态的定制代码。实现Java.io.Serializable接口的类对象可以转换成字节流或从字节流恢复，不需要在类中增加任何代码。只有极少数情况下才需要定制代码保存或恢复对象状态。这里要注意：不是每个类都可序列化，有些类是不能序列化的，例如涉及线程的类与特定JVM有非常复杂的关系。
序列化机制：
序列化分为两大部分：序列化 和反序列化 。序列化是这个过程的第一部分，将数据分解成字节流，以便存储在文件中或在网络上传输。反序列化就是打开字节流并重构对象。对象序列化不仅要将基本数据类型转换成字节表示，有时还要恢复数据。恢复数据要求有恢复数据的对象实例。ObjectOutputStream中的序列化过程与字节流连接，包括对象类型和版本信息。反序列化时，JVM用头信息生成对象实例，然后将对象字节流中的数据复制到对象数据成员中。下面我们分两大部分来阐述：
处理对象流：
（序列化过程和反序列化过程）
Java.io包有两个序列化对象的类。ObjectOutputStream负责将对象写入字节流，ObjectInputStream从字节流重构对象。
我们先了解ObjectOutputStream类吧。ObjectOutputStream类扩展DataOutput接口。
writeObject() 方法是最重要的方法，用于对象序列化。如果对象包含其他对象的引用，则writeObject()方法递归序列化这些对象。每个 ObjectOutputStream维护序列化的对象引用表，防止发送同一对象的多个拷贝。（这点很重要）由于writeObject()可以序列化整组交叉引用的对象，因此同一ObjectOutputStream实例可能不小心被请求序列化同一对象。这时，进行反引用序列化，而不是再次写入对象字节流。
下面，让我们从例子中来了解ObjectOutputStream这个类吧。
// 序列化 today''s date 到一个文件中.
FileOutputStream f = new FileOutputStream ("tmp" );
ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream (f);
s.writeObject("Today" );
s.writeObject(new Date ());
s.flush();
现在，让我们来了解ObjectInputStream这个类。它与ObjectOutputStream相似。它扩展DataInput接口。 ObjectInputStream中的方法镜像DataInputStream中读取Java基本数据类型的公开方法。readObject()方法从字节流中反序列化对象。每次调用readObject()方法都返回流中下一个Object。对象字节流并不传输类的字节码，而是包括类名及其签名。 readObject()收到对象时，JVM装入头中指定的类。如果找不到这个类，则readObject()抛出 ClassNotFoundException,如果需要传输对象数据和字节码，则可以用RMI框架。ObjectInputStream的其余方法用于定制反序列化过程。
例子如下：
//从文件中反序列化 string 对象和 date 对象
FileInputStream in = new FileInputStream ("tmp" );
ObjectInputStream s = new ObjectInputStream (in);
String today = (String )s.readObject();
Date date = (Date )s.readObject();
定制序列化过程:
序列化通常可以自动完成，但有时可能要对这个过程进行控制。java可以将类声明为serializable，但仍可手工控制声明为static或transient的数据成员。
例子：一个非常简单的序列化类。
public class simpleSerializableClass implements Serializable {String sToday="Today:" ;
transient Date dtToday=new Date ();
}
序列化时，类的所有数据成员应可序列化除了声明为transient 或static的成员。将变量声明为transient告诉JVM我们会负责将变元序列化。将数据成员声明为transient后，序列化过程就无法将其加进对象字节流中，没有从transient数据成员发送的数据。后面数据反序列化时，要重建数据成员（因为它是类定义的一部分），但不包含任何数据，因为这个数据成员不向流中写入任何数据。记住，对象流不序列化static或transient。我们的类要用writeObject()与 readObject()方法以处理这些数据成员。使用writeObject()与readObject()方法时，还要注意按写入的顺序读取这些数据成员。
关于如何使用定制序列化的部分代码如下
//重写writeObject()方法以便处理transient的成员。
public void writeObject(ObjectOutputStream outputStream) throws IOException {
outputStream.defaultWriteObject();//使定制的writeObject()方法可以
利用自动序列化中内置的逻辑。
outputStream.writeObject(oSocket.getInetAddress());
outputStream.writeInt(oSocket.getPort());
}
//重写readObject()方法以便接收transient的成员。
private void readObject(ObjectInputStream inputStream) throws IOException ,
ClassNotFoundException {
inputStream.defaultReadObject();//defaultReadObject()补充自动序列化
InetAddress oAddress=(InetAddress )inputStream.readObject();
int iPort =inputStream.readInt();
oSocket = new Socket (oAddress,iPort);
iID=getID();
dtToday =new Date ();
}
完全定制序列化过程:如果一个类要完全负责自己的序列化，则实现Externalizable接口而不是Serializable接口。Externalizable接口定义包括两个方法writeExternal()与readExternal()。利用这些方法可以控制对象数据成员如何写入字节流.类实现 Externalizable时，头写入对象流中，然后类完全负责序列化和恢复数据成员，除了头以外，根本没有自动序列化。这里要注意了。声明类实现 Externalizable接口会有重大的安全风险。writeExternal()与readExternal()方法声明为public，恶意类可以用这些方法读取和写入对象数据。如果对象包含敏感信息，则要格外小心。这包括使用安全套接或加密整个字节流。到此为至，我们学习了序列化的基础部分知识。
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