第十一章 I/O處理
I/O(Input/Output)是輸入和輸出的簡稱，在Java語言中所有和輸入輸出有關的都屬於IO處理技術，例如包含文件的讀寫和網絡數據的發送等。
其實整個計算機實現功能時最主要的就是IO，用戶使用鼠標、鍵盤等輸入設備向程序輸入數據，程序進行一定的邏輯處理，然後再將處理結果以一定的形式顯示到顯示器等輸出設備上。
I/O處理技術是Java語言中實現文件操作、內存操作、控制台輸入以及網絡編程的基礎，但是由於I/O技術本身的設計原因，也使得I/O處理技術的難度比較大，需要花費比較大的精力進行學習。
11.1 I/O簡介
IO是輸入和輸出的簡稱，在實際的使用時，輸入和輸出是有方向的。就像現實中兩個人之間借錢一樣，例如A借錢給B，相對於A來說是借出，而相對於B來說則是借入。所以在程序中提到輸入和輸出時，也需要區分清楚是相對的內容。
在程序中，輸入和輸出都是相對於當前程序而言的，例如從硬盤上讀取一個配置文件的內容到程序中，則相當於將文件的內容輸入到程序內部，因此輸入和“讀”對應，而將程序中的內容保存到硬盤上，則相當於將文件的內容輸出到程序外部，因此輸出和“寫”對應。熟悉輸入和輸出的對應關系，將有助於後續內容的學習。
在Java語言中，輸入和輸出的概念要比其它語言的輸入和輸出的概念涵蓋的內容廣泛得多，不僅包含文件的讀寫，也包含網絡數據的發送，甚至內存數據的讀寫以及控制台數據的接收等都由IO來完成。
為了使輸入和輸出的結構保持統一，從而方便程序員使用IO相關的類，在Java語言的IO類設計中引入了一個新的概念——Stream(流)。
由於在進行IO操作時，需要操作的種類很多，例如文件、內存和網絡連接等，這些都被稱作數據源(data source)，對於不同的數據源處理的方式是不一樣的，如果直接交給程序員進行處理，對於程序員來說則顯得比較復雜。
所以在所有的IO類設計時，在讀數據時，JDK API將數據源的數據轉換為一種固定的數據序列，在寫數據時，將需要寫的數據以一定的格式寫入到數據序列，由JDK API完成將數據序列中的數據寫入到對應的數據源中。這樣由系統完成復雜的數據轉換以及不同數據源之間的不同的變換，從而簡化程序員的編碼。
IO的這種設計就和城市中的供水和排水系統設計是一樣的，在供水的時候，水源有江河水、湖水和地下水等不同類型，由自來水公司完成把水源轉換為對應的水流。而在排水系統設計時，只需要將污水排入污水管道即可，至於這些污水是怎麼被處理的，則不需要關心，這樣也簡化了家庭用水的處理。
IO設計中這種數據序列被形象的稱作流(Stream)。通過使用流的概念，使程序員面對不同的數據源時只需要建立不同的流即可，而底層流實現的復雜性則由系統完成，從而使程序員不必深入的了解每種數據源的讀寫方式，從而降低了IO編程的復雜度。
在整個IO處理中，讀數據的過程分為兩個步驟：1、將數據源的內容轉換為流結構，該步驟由JDK API完成，程序員只需要選擇合適的流類型即可。2、從流中讀取數據，該步驟由程序員完成，流中數據的順序和數據源中數據的存儲順序保持一致。
寫數據的過程也分為兩個步驟：1、為連接指定的數據源而建立的專門的流結構，該步驟由JDK API完成，程序員只需要選擇合適的流類型捷克。2、將數據以一定的格式寫入到流中，該步驟由程序員完成，寫入流中的數據的順序就是數據在數據源中的存儲順序。最後，當數據寫入流中以後，可以通過一定的方式把流中的數據寫入數據源，或者當流被關閉時，系統會自動將流中的數據寫入數據源中。
這樣，在整個IO類設計時，將最復雜的和數據源操作的部分由JDK API進行完成，而程序員進行編程時，只需要選擇合適的流類型，然後進行讀寫即可。
和現實的結構一樣，IO中的流也是有方向的，用於讀的流被稱作輸入流(Input Stream)，用於寫的流被稱作輸出流(Output Stream)。則進行讀寫的時候需要選擇合適的流對象進行操作。
而由於Java語言使用面向對象技術，所以在實現時，每個流類型都使用專門的類進行代表，而把讀或寫該類型數據源的邏輯封裝在類的內部，在程序員實際使用時創建對應的對象就完成了流的構造，後續的IO操作則只需要讀或寫流對象內部的數據即可。這樣IO操作對於Java程序員來說，就顯得比較簡單，而且比較容易操作了。
