面试官：你说下对Java IO的理解？
面试官：那要怎么读取字节流？
面试官：你说的这些不是实例，我要的是能真正读取的？
面试官：为什么加一层缓存流就能提高读取效率？
面试官：那字符流读取呢？
面试官：输出流你也讲一讲？
面试官：那字节流和字符流有什么区别？
大家好，我是南哥。
一个Java学习与进阶的领路人，相信对你通关面试进入心心念念的公司有所帮助。
👉掘金：Java进阶指南针
👍GitHub《Java学习面试指南》：JavaProGuide
一、面试官：你说下对Java IO的理解？
Java I/O有两个参与对象，一个是I/O源端，一个是想要和`I/O`源端通信的各种接收端，比如程序控制IDEA控制台输出、读取文件A写入文件B等，我们程序要保证的就是IO流的顺利读取和顺利写入。JDK把对Java IO的支持都放在了`package java.io`包下，南哥数了数，一个有86个类和接口。
我们看下`package java.io`包最常用的Reader和Writer接口，他们的作者都是Mark Reinhold。这位老哥是谁？[他](https://mreinhold.org/)是Oracle Java平台组的首席架构师，也是字符流读取器和写入器的首席工程师。这么有来头，看来Java I/O的程序设计不简单，我们可以从中学到不少好用的东西。
```java
/
@Author Mark Reinhold
@since JDK1.1
/
public abstract class Reader implements Readable, Closeable { }
public abstract class Writer implements Appendable, Closeable, Flushable { }
```
二、面试官：那要怎么读取字节流？
我们先讲输入流，后面再讲下输出流。输入流又分为字节流和字符流，顾名思义，字节流按字节来读取，操作的数据单元是8位的字节；而字符流按字符来读取，操作的数据单元是16位的字符。
读取字节的抽象基类是InputStream，这个基类提供了3个方法给我们来读取字节流。
（1）从输入流读取下一个数据字节，值字节以0到255范围内的`int`返回。
```java
public abstract int read() throws IOException
```
（2）从输入流读取一定数量的字节并将它们存储到缓冲区数组`b`中。
```java
public int read(byte b[]) throws IOException
```
（3）从输入流读取最多`len`个字节的数据到字节数组中。
```java
public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException
```
大家注意以上方法的返回参数都是int类型，当正常读取时，int返回的是读取的字节个数；而当int返回-1，就表明输入流到达了末尾。
三、面试官：你说的这些不是实例，我要的是能真正读取的？
上文的是抽象的接口，本身并不具备实际的功能。真正能够读取文件的是`InputStream`抽象基类的子类实现，例如文件流FileInputStream，有了他，我们读取音频、视频、gif等等都不是问题。
```java
// 文件流读取文件
FileInputStream stream = new FileInputStream(SOURCE_PATH);
```
我们还可以在外面加一层缓存字节流来提高读取效率，在外层套上BufferedInputStream对象，为什么可以提高读取效率我下文会讲到。
```java
BufferedInputStream stream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(SOURCE_PATH));
```
以上通过字节流我们是以n个字节来读取的，如果要用`readLine()`读取某一行这种场景下就不适用了。我们可以把缓存字节流换成缓存字符流来承接，使用`InputStreamReader`转换流把字节输入流转换成字符输入流。
如下代码所示。
```java
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(SOURCE_PATH)));
```
四、面试官：为什么加一层缓存流就能提高读取效率？
为什么加一层缓存流就能提高读取效率？因为直接使用 `FileInputStream` 读取文件的话，每次调用 `read()` 都是从磁盘读取一个字节，而每次读取都是一次系统调用。系统调用是操作系统层面的调用，涉及到用户空间和内核空间之间的上下文切换，这些切换的成本是很昂贵的。
而如果使用缓存流，一次性从文件里读取多个字节到缓存中，减少系统调用同时也减少了磁盘读取，读取的效率明显提高了。
除了Java I/O采用缓存流来提高读取效率，大多应用程序也采用缓存来提升程序性能，例如我们后端在业务开发会使用Redis缓存来减少数据库压力。关于`为什么使用缓存来提高应用程序效率`，大家也可以看看国外[Quora](https://www.quora.com/Why-is-caching-used-to-increase-read-performance/answer/Gaive-Gandhi)的回答，解释得很详细。
五、面试官：那字符流读取呢？
字符输入流的抽象基类是`Reader`，同样是提供了3个方法来支持字符流读取。
（1）读取单个字符。
```java
public int read() throws IOException
```
（2）将字符读入数组。
```java
public int read(char cbuf[]) throws IOException
```
（3）将字符读入数组的一部分。
```java
abstract public int read(char cbuf[], int off, int len) throws IOException
```
字符流读取的实例是`FileReader`，同样可以使用缓存字符流提高读取效率。
```java
BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(new File(SOURCE_PATH)));
```
我们来具体实操下，读取`C:\\Users\\Desktop\\JavaProGuide\\read`下的所有文件，把他们合并在一起，写入到`C:\\Users\\Desktop\\JavaProGuide\\write`下的`PRODUCT.txt`文件中。
```java
public class Client {
private static final String PATH = "C:\\Users\\Desktop\\JavaProGuide\\read";
private static final String FILE_OUT = "C:\\Users\\Desktop\\JavaProGuide\\write\\PRODUCT.txt";
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File(PATH);
File[] files = file.listFiles();
BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(FILE_OUT));
for (File curFile : files) {
BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(curFile));
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
writer.write(line);
writer.newLine();
}
reader.close();
}
writer.close();
}
}
```
六、面试官：输出流你也讲一讲？
字节输出流的抽象基类是`OutputStream`，字符输出流的抽象基类是`Writer`。他们分别提供了以下方法。
字节输出流`OutputStream`：
（1）将指定字节写入此输出流。
```java
public abstract void write(int b) throws IOException
```
（2）将指定字节数组中的`b.length`字节写入此输出流。
```java
public void write(byte b[]) throws IOException
```
（3）将指定字节数组中从偏移量`off`开始的`len`个字节写入此输出流。
```java
public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException
```
字符输出流`Writer`：
（1）写入单个字符。
```java
public void write(int c) throws IOException
```
（2）写入字符数组。
```java
public void write(char cbuf[]) throws IOException
```
（3）写入字符数组的一部分。
```java
abstract public void write(char cbuf[], int off, int len) throws IOException
```
另外字符输出流是使用字符来操作数据，所以可以用字符串来代替字符数组，JDK还支持以下入参是字符串的方法。
（1）写入一个字符串。
```java
public void write(String str) throws IOException
```
（2）写入字符串的一部分。
```java
public void write(String str, int off, int len) throws IOException
```
七、面试官：那字节流和字符流有什么区别？
字节流和字符流的区别主要是三个方面。
- 基本单位不同。字节流以字节（8位二进制数）为基本单位来处理数据，字符流以字符为单位处理数据。
- 使用场景不同。字节流操作可以所有类型的数据，包括文本数据，和非文本数据如图片、音频等；而字符流只适用于处理文本数据。
- 关于性能方面。因为字节流不处理字符编码，所以处理大量文本数据时可能不如字符流高效；而字符流使用到内存缓冲区处理文本数据可以优化读写操作。
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面试官：那要怎么读取字节流？
面试官：你说的这些不是实例，我要的是能真正读取的？
面试官：为什么加一层缓存流就能提高读取效率？
面试官：那字符流读取呢？
面试官：输出流你也讲一讲？
面试官：那字节流和字符流有什么区别？
大家好，我是南哥。
一个Java学习与进阶的领路人，相信对你通关面试进入心心念念的公司有所帮助。
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一、面试官：你说下对Java IO的理解？
Java I/O有两个参与对象，一个是I/O源端，一个是想要和`I/O`源端通信的各种接收端，比如程序控制IDEA控制台输出、读取文件A写入文件B等，我们程序要保证的就是IO流的顺利读取和顺利写入。JDK把对Java IO的支持都放在了`package java.io`包下，南哥数了数，一个有86个类和接口。
我们看下`package java.io`包最常用的Reader和Writer接口，他们的作者都是Mark Reinhold。这位老哥是谁？[他](https://mreinhold.org/)是Oracle Java平台组的首席架构师，也是字符流读取器和写入器的首席工程师。这么有来头，看来Java I/O的程序设计不简单，我们可以从中学到不少好用的东西。
```java
/
@Author Mark Reinhold
@since JDK1.1
/
public abstract class Reader implements Readable, Closeable { }
public abstract class Writer implements Appendable, Closeable, Flushable { }
```
二、面试官：那要怎么读取字节流？
我们先讲输入流，后面再讲下输出流。输入流又分为字节流和字符流，顾名思义，字节流按字节来读取，操作的数据单元是8位的字节；而字符流按字符来读取，操作的数据单元是16位的字符。
读取字节的抽象基类是InputStream，这个基类提供了3个方法给我们来读取字节流。
（1）从输入流读取下一个数据字节，值字节以0到255范围内的`int`返回。
```java
public abstract int read() throws IOException
```
（2）从输入流读取一定数量的字节并将它们存储到缓冲区数组`b`中。
```java
public int read(byte b[]) throws IOException
```
（3）从输入流读取最多`len`个字节的数据到字节数组中。
```java
public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException
```
大家注意以上方法的返回参数都是int类型，当正常读取时，int返回的是读取的字节个数；而当int返回-1，就表明输入流到达了末尾。
三、面试官：你说的这些不是实例，我要的是能真正读取的？
上文的是抽象的接口，本身并不具备实际的功能。真正能够读取文件的是`InputStream`抽象基类的子类实现，例如文件流FileInputStream，有了他，我们读取音频、视频、gif等等都不是问题。
```java
// 文件流读取文件
FileInputStream stream = new FileInputStream(SOURCE_PATH);
```
我们还可以在外面加一层缓存字节流来提高读取效率，在外层套上BufferedInputStream对象，为什么可以提高读取效率我下文会讲到。
```java
BufferedInputStream stream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(SOURCE_PATH));
```
以上通过字节流我们是以n个字节来读取的，如果要用`readLine()`读取某一行这种场景下就不适用了。我们可以把缓存字节流换成缓存字符流来承接，使用`InputStreamReader`转换流把字节输入流转换成字符输入流。
如下代码所示。
```java
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(SOURCE_PATH)));
```
四、面试官：为什么加一层缓存流就能提高读取效率？
为什么加一层缓存流就能提高读取效率？因为直接使用 `FileInputStream` 读取文件的话，每次调用 `read()` 都是从磁盘读取一个字节，而每次读取都是一次系统调用。系统调用是操作系统层面的调用，涉及到用户空间和内核空间之间的上下文切换，这些切换的成本是很昂贵的。
而如果使用缓存流，一次性从文件里读取多个字节到缓存中，减少系统调用同时也减少了磁盘读取，读取的效率明显提高了。
除了Java I/O采用缓存流来提高读取效率，大多应用程序也采用缓存来提升程序性能，例如我们后端在业务开发会使用Redis缓存来减少数据库压力。关于`为什么使用缓存来提高应用程序效率`，大家也可以看看国外[Quora](https://www.quora.com/Why-is-caching-used-to-increase-read-performance/answer/Gaive-Gandhi)的回答，解释得很详细。
五、面试官：那字符流读取呢？
字符输入流的抽象基类是`Reader`，同样是提供了3个方法来支持字符流读取。
（1）读取单个字符。
```java
public int read() throws IOException
```
（2）将字符读入数组。
```java
public int read(char cbuf[]) throws IOException
```
（3）将字符读入数组的一部分。
```java
abstract public int read(char cbuf[], int off, int len) throws IOException
```
字符流读取的实例是`FileReader`，同样可以使用缓存字符流提高读取效率。
```java
BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(new File(SOURCE_PATH)));
```
我们来具体实操下，读取`C:\\Users\\Desktop\\JavaProGuide\\read`下的所有文件，把他们合并在一起，写入到`C:\\Users\\Desktop\\JavaProGuide\\write`下的`PRODUCT.txt`文件中。
```java
public class Client {
private static final String PATH = "C:\\Users\\Desktop\\JavaProGuide\\read";
private static final String FILE_OUT = "C:\\Users\\Desktop\\JavaProGuide\\write\\PRODUCT.txt";
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File(PATH);
File[] files = file.listFiles();
BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(FILE_OUT));
for (File curFile : files) {
BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(curFile));
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
writer.write(line);
writer.newLine();
}
reader.close();
}
writer.close();
}
}
```
六、面试官：输出流你也讲一讲？
字节输出流的抽象基类是`OutputStream`，字符输出流的抽象基类是`Writer`。他们分别提供了以下方法。
字节输出流`OutputStream`：
（1）将指定字节写入此输出流。
```java
public abstract void write(int b) throws IOException
```
（2）将指定字节数组中的`b.length`字节写入此输出流。
```java
public void write(byte b[]) throws IOException
```
（3）将指定字节数组中从偏移量`off`开始的`len`个字节写入此输出流。
```java
public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException
```
字符输出流`Writer`：
（1）写入单个字符。
```java
public void write(int c) throws IOException
```
（2）写入字符数组。
```java
public void write(char cbuf[]) throws IOException
```
（3）写入字符数组的一部分。
```java
abstract public void write(char cbuf[], int off, int len) throws IOException
```
另外字符输出流是使用字符来操作数据，所以可以用字符串来代替字符数组，JDK还支持以下入参是字符串的方法。
（1）写入一个字符串。
```java
public void write(String str) throws IOException
```
（2）写入字符串的一部分。
```java
public void write(String str, int off, int len) throws IOException
```
七、面试官：那字节流和字符流有什么区别？
字节流和字符流的区别主要是三个方面。
- 基本单位不同。字节流以字节（8位二进制数）为基本单位来处理数据，字符流以字符为单位处理数据。
- 使用场景不同。字节流操作可以所有类型的数据，包括文本数据，和非文本数据如图片、音频等；而字符流只适用于处理文本数据。
- 关于性能方面。因为字节流不处理字符编码，所以处理大量文本数据时可能不如字符流高效；而字符流使用到内存缓冲区处理文本数据可以优化读写操作。
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