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Java IO框架深度解析：进阶技巧与实战案例全揭秘

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引言

Java IO（输入/输出）是Java编程语言中处理文件、设备和其他输入输出资源的基础框架。无论是读取文件、写入数据，还是进行网络通信，Java IO都提供了丰富的类和方法。本文将深入探讨Java IO框架，涵盖进阶技巧和实战案例，帮助读者全面了解并掌握Java IO的使用。

第一章：Java IO概述

1.1 Java IO体系结构

Java IO框架分为两大类：字节流和字符流。字节流主要用于处理二进制数据，如文件；字符流主要用于处理文本数据，如文件、网络。

1.2 常用类和接口

  • InputStream/OutputStream：字节输入输出流的抽象基类。
  • Reader/Writer：字符输入输出流的抽象基类。
  • FileInputStream/OutputStream：文件输入输出流。
  • FileReader/Writer：文件字符输入输出流。

第二章：Java IO进阶技巧

2.1 缓冲流

缓冲流可以提高IO操作的效率，它内部维护了一个缓冲区，减少了系统调用的次数。常用的缓冲流有BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader和BufferedWriter。

InputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("file.txt"));
OutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("file.txt"));
Reader br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"));
Writer bw = new BufferedWriter(new FileWriter("file.txt"));

2.2 阻塞与非阻塞IO

阻塞IO在操作过程中会阻塞当前线程，直到操作完成。非阻塞IO在操作过程中不会阻塞当前线程，而是返回一个特殊的值，让调用者知道操作尚未完成。

2.3 NIO（非阻塞IO）

Java NIO提供了更加灵活的IO操作方式，它使用通道（Channel）和缓冲区（Buffer）来处理IO操作，支持非阻塞IO和内存映射文件等功能。

// 创建通道
Channel channel = Channels.newChannel(new FileInputStream("file.txt"));

// 创建缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

// 读取数据
channel.read(buffer);

// 写入数据
buffer.flip();
channel.write(buffer);

第三章：Java IO实战案例

3.1 文件复制

以下是一个简单的文件复制示例，使用字节流实现：

public void copyFile(String sourcePath, String targetPath) throws IOException {
    FileInputStream fis = new FileInputStream(sourcePath);
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(targetPath);

    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
        fos.write(buffer, 0, len);
    }

    fis.close();
    fos.close();
}

3.2 网络通信

以下是一个使用Java NIO实现的服务器端代码示例：

ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
serverSocketChannel.configureBlocking(false);

while (true) {
    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
    socketChannel.configureBlocking(false);

    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    int len = socketChannel.read(buffer);
    while (len != -1) {
        // 处理数据
        len = socketChannel.read(buffer);
    }

    socketChannel.close();
}

总结

Java IO框架在Java编程中扮演着重要的角色，本文从Java IO概述、进阶技巧和实战案例三个方面进行了详细介绍。通过学习本文，读者可以全面掌握Java IO的使用，并在实际项目中灵活运用。

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