IO 流体系结构

Java 有几十个 IO 类，继承关系看似复杂，其实只有两条主线：字节流和字符流。搞清楚继承关系，你就能举一反三——学会一个类，其他类自然就会了。

字节流体系

java.lang.Object
    │
    └── java.io.InputStream（抽象类）
            │
            ├── FileInputStream          文件字节输入流（节点流）
            ├── ByteArrayInputStream     字节数组输入流（节点流）
            ├── PipedInputStream         管道输入流（线程间通信）
            ├── FilterInputStream        过滤输入流（装饰器基类）
            │       ├── BufferedInputStream       加缓冲
            │       ├── DataInputStream           读基本类型
            │       └── ObjectInputStream         读对象
            └── SequenceInputStream      合并多个输入流

java.lang.Object
    │
    └── java.io.OutputStream（抽象类）
            │
            ├── FileOutputStream         文件字节输出流（节点流）
            ├── ByteArrayOutputStream    字节数组输出流（节点流）
            ├── PipedOutputStream        管道输出流（线程间通信）
            ├── FilterOutputStream       过滤输出流（装饰器基类）
            │       ├── BufferedOutputStream       加缓冲
            │       ├── DataOutputStream            写基本类型
            │       ├── ObjectOutputStream          写对象
            │       └── PrintStream                 打印流（最常用）
            └── StreamTokenizer          字符串解析器

字符流体系

java.lang.Object
    │
    └── java.io.Reader（抽象类）
            │
            ├── InputStreamReader        字节→字符转换流
            │       └── FileReader       文件字符输入流（便捷类，但默认编码有坑）
            ├── CharArrayReader          字符数组输入流（节点流）
            ├── StringReader             字符串输入流（节点流）
            ├── PipedReader              管道字符输入流
            ├── BufferedReader           缓冲字符输入流（处理流 + readLine()）
            └── LineNumberReader         带行号的 BufferedReader

java.lang.Object
    │
    └── java.io.Writer（抽象类）
            │
            ├── OutputStreamWriter       字符→字节转换流
            │       └── FileWriter       文件字符输出流（便捷类，但默认编码有坑）
            ├── CharArrayWriter          字符数组输出流（节点流）
            ├── StringWriter             字符串输出流（节点流）
            ├── PipedWriter              管道字符输出流
            ├── BufferedWriter           缓冲字符输出流（处理流 + newLine()）
            └── PrintWriter              打印流（字符版，比 PrintStream 更推荐）

NIO 体系

java.nio.channels.Channel（接口）
    │
    ├── SelectableChannel（可注册到 Selector）
    │       ├── SocketChannel           TCP 客户端通道
    │       ├── ServerSocketChannel     TCP 服务端通道
    │       ├── DatagramChannel         UDP 通道
    │       └── Pipe.SinkChannel / Pipe.SourceChannel  管道通道
    └── FileChannel                     文件通道（不能注册到 Selector）

java.nio.Buffer（抽象类）
    │
    ├── ByteBuffer                       字节缓冲区（最常用）
    ├── CharBuffer                       字符缓冲区
    ├── ShortBuffer / IntBuffer / LongBuffer
    ├── FloatBuffer / DoubleBuffer
    └── MappedByteBuffer                内存映射缓冲区

装饰器模式：为什么类这么多

Java IO 类众多的核心原因：装饰器模式。

核心思想：把功能一层一层地「包」上去。

// 基础版：能跑，但慢
InputStream in = new FileInputStream("data.bin");

// 加缓冲：减少系统调用，快几十倍
InputStream in = new BufferedInputStream(
    new FileInputStream("data.bin"));

// 加数据类型：能读 int/double
DataInputStream in = new DataInputStream(
    new BufferedInputStream(
        new FileInputStream("data.bin")));

// 加对象：能读对象
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(
    new BufferedInputStream(
        new FileInputStream("data.bin")));

每个「装饰器」只加一个功能，可以自由组合。

最常用的组合

场景	推荐组合
读二进制文件	BufferedInputStream + FileInputStream
写二进制文件	BufferedOutputStream + FileOutputStream
读文本文件	BufferedReader + InputStreamReader（指定 UTF-8）
写文本文件	BufferedWriter + OutputStreamWriter（指定 UTF-8）
读对象	ObjectInputStream + BufferedInputStream
打印日志	PrintWriter 或 PrintStream

记住这个口诀：字节字符是两条线，节点处理是装饰器，永远记得包 Buffered。

下一步

• 阻塞 vs 非阻塞 IO — read() 什么时候会卡住