一、前言

在 Java 中，IO（Input/Output）流是所有数据读写的基础，无论是文件操作、网络通信，还是序列化、日志系统，都离不开 IO 流。
本文将从体系结构、核心类、使用场景、示例代码、最佳实践等多个维度，带你彻底掌握 Java IO 流。

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目录

1. IO 流的整体框架
2. 四大抽象基类
3. 字节流详解
4. 字符流详解
5. 缓冲流（性能提升关键）
6. 转换流（编码处理核心）
7. 数据流与对象流
8. 文件操作常用类
9. try-with-resources 最佳实践
10. IO 流体系结构图
11. 常见面试题
12. 总结

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1. IO 流的整体框架

Java IO 的本质是：以流的方式读写数据。

按方向分类

• 输入流：数据进入程序（Input）
• 输出流：数据从程序写出（Output）

按数据类型分类

• 字节流：处理所有类型数据（图片、视频、二进制）
• 字符流：专门处理文本（自动处理编码）

按功能分类

• 节点流：直接连接数据源（文件、数组、网络）
• 处理流：对节点流增强功能（缓冲、转换、对象序列化）

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2. 四大抽象基类（IO 的根）

抽象类	说明
InputStream	字节输入流
OutputStream	字节输出流
Reader	字符输入流
Writer	字符输出流

所有 IO 类都继承自这四个基类。

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3. 字节流详解（InputStream / OutputStream）

适合处理：图片、视频、音频、压缩包等二进制文件。

3.1 FileInputStream / FileOutputStream

读取文件（字节方式）

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("a.jpg")) {
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
        System.out.println("读取了 " + len + " 字节");
    }
}

写入文件

try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.jpg")) {
    fos.write("Hello".getBytes());
}

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4. 字符流详解（Reader / Writer）

适合处理：文本文件（自动处理编码）

4.1 FileReader / FileWriter

try (FileReader fr = new FileReader("a.txt");
     FileWriter fw = new FileWriter("b.txt")) {
    char[] buf = new char[1024];
    int len;
    while ((len = fr.read(buf)) != -1) {
        fw.write(buf, 0, len);
    }
}

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5. 缓冲流（性能提升关键）

缓冲流通过内部缓冲区减少磁盘访问次数，大幅提升 IO 性能。

5.1 字节缓冲流

try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("a.mp4"));
     BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("b.mp4"))) {
    byte[] buf = new byte[8192];
    int len;
    while ((len = bis.read(buf)) != -1) {
        bos.write(buf, 0, len);
    }
}

5.2 字符缓冲流（支持按行读取）

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"))) {
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
}

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6. 转换流（编码处理核心）

用于字节流与字符流之间的转换，解决编码问题。

Reader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"), "UTF-8");
Writer writer = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"), "UTF-8");

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7. 数据流与对象流

7.1 DataInputStream / DataOutputStream（基本类型读写）

DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.bin"));
dos.writeInt(100);
dos.writeDouble(3.14);
dos.close();

7.2 ObjectInputStream / ObjectOutputStream（对象序列化）

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("obj.bin"));
oos.writeObject(new User("xin", 18));
oos.close();

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8. 文件操作常用类（File / Files）

8.1 File 类

File file = new File("test.txt");
System.out.println(file.exists());
System.out.println(file.getAbsolutePath());

8.2 NIO Files 工具类（推荐）

Files.copy(Paths.get("a.txt"), Paths.get("b.txt"));

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9. try-with-resources（IO 最佳实践）

自动关闭流，避免资源泄漏。

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt")) {
    // 使用 fis
}

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10. IO 流体系结构图（ASCII 图示）

                           ┌─────────────────────┐
                           │     InputStream     │
                           └───────┬─────────────┘
                                   │
        ┌──────────────────────────┼──────────────────────────┐
        │                          │                          │
 FileInputStream        BufferedInputStream         DataInputStream
        │                          │                          │
        └──────────────────────────┴──────────────────────────┘

                           ┌─────────────────────┐
                           │     OutputStream    │
                           └───────┬─────────────┘
                                   │
        ┌──────────────────────────┼──────────────────────────┐
        │                          │                          │
 FileOutputStream       BufferedOutputStream        DataOutputStream
        │                          │                          │
        └──────────────────────────┴──────────────────────────┘


                           ┌─────────────────────┐
                           │       Reader        │
                           └───────┬─────────────┘
                                   │
                     FileReader   BufferedReader


                           ┌─────────────────────┐
                           │       Writer        │
                           └───────┬─────────────┘
                                   │
                     FileWriter   BufferedWriter

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11. 常见面试题

• 字节流和字符流的区别？
• 为什么需要缓冲流？
• FileReader 能读图片吗？为什么？
• 对象序列化的要求是什么？
• 什么是 try-with-resources？为什么推荐使用？

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12. 总结

Java IO 流体系庞大，但核心逻辑非常清晰：
字节 vs 字符、输入 vs 输出、节点流 vs 处理流。
掌握这些核心，再结合缓冲流、转换流、对象流，就能应对绝大多数 IO 场景。