摘要：通過多個裝飾類實現(xiàn)責(zé)任鏈模式，它將對一個輸入流的不同處理分散到不同的中去。

最基本的字節(jié)輸入流，抽象類，定義了讀取原始字節(jié)的所有基本方法
1.1.1、public abstract int read() throws IOException 讀取一個字節(jié)的方法，最基礎(chǔ)的方法
1.1.2、public int read(byte b[], int off, int len) 讀取指定長度的字節(jié)到字節(jié)數(shù)組，基于方法1.1.1
1.1.3、public int read(byte b[]) throws IOException 讀取一個數(shù)組那么多的字節(jié)，基于 方法1.1.2
1.1.4、public long skip(long n) throws IOException 跳過一定字節(jié)數(shù)，用到的比較少
1.1.5、public int available() throws IOException 返回可以讀取的最少字節(jié)數(shù)，用到的比較少
1.1.6、mark(int readlimit)、void reset()和markSupported()這三個方法，并不是每個子類都支持，這里設(shè)計得不合理，完全可以把這三個方法遷移到一個新的接口中去。
1.1.7、public void close() throws IOException 關(guān)閉輸入流

最基本的字節(jié)輸出流，抽象類，定義了寫入原始字節(jié)的所有基本方法
1.2.1、public abstract void write(int b) throws IOException 寫入一個字節(jié)，最基礎(chǔ)的方法
1.2.2、public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException 將一個字節(jié)數(shù)組中的部分字節(jié)寫入，基于方法1.2.1
1.2.3、public void write(byte b[]) throws IOException 將一個字節(jié)數(shù)組寫入，基于方法1.2.2
1.2.4、public void close() throws IOException 關(guān)閉輸出流
1.2.5、public void flush() throws IOException 刷新輸出流

點評：InputStream和OutputStream定義了I/O領(lǐng)域最基礎(chǔ)的行為，也就是讀取和寫入一個字節(jié)，同時使用了模板方法將讀取和寫入的行為進行了適當(dāng)擴展。

有了抽象類，就一定會有子類。針對不同的數(shù)據(jù)來源，InputStream和OutputStream存在三種子類：一種是基于內(nèi)存的ByteArrayInputStream/ByteArrayOutputStream，一種是基于磁盤文件的FileInputStream/FileOutputStream，還有一種是基于網(wǎng)絡(luò)的SocketInputStream/SocketOutputStream。

讀取寫入的源是操作系統(tǒng)的文件
FileInputStream使用native方法進行底層文件的讀取private native int read0() throws IOException;所有其他的read方法最終都是基于這個本地方法實現(xiàn)。
FileOutputStream使用native方法進行底層文件的寫入private native void writeBytes(byte b[], int off, int len, boolean append)所有其他的write方法都是基于這個本地方法實現(xiàn)。

讀取寫入的源是內(nèi)存的一個數(shù)組，用的比較少。

SocketInputStream使用 private native int socketRead0(FileDescriptor fd,byte b[], int off, int len,int timeout)這個native方法讀取遠程服務(wù)器的數(shù)據(jù)流。所有read方法都是基于這個本地方法實現(xiàn)的。
SocketOutputStream 使用private native void socketWrite0(FileDescriptor fd, byte[] b, int off,int len)這個native方法來進行遠程數(shù)據(jù)流的寫入，所有的write方法都是基于這個方法實現(xiàn)的。

點評：InputStream和OutputStream是對流的抽象，不同的具體流通過繼承去實現(xiàn)，對于Java本地平臺，最基本的就是基于文件系統(tǒng)的流，當(dāng)涉及到遠程系統(tǒng)，就會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流，基于內(nèi)存的流一般不會用到。

裝飾模式可以對一個類的行為進行擴展，并且不改變它的接口，Java通過FilterInputStream/FilterOutputStream實現(xiàn)了裝飾模式。

責(zé)任鏈模式則是定義統(tǒng)一的接口，然后通過多個實現(xiàn)該接口的子類串行協(xié)作完成一項復(fù)雜的功能。Java通過將多個FilterInputStream/FilterOutputStream的子類串聯(lián)起來實現(xiàn)了責(zé)任鏈模式。

FilterInputStream本身不實現(xiàn)輸入流的功能，而是通過構(gòu)造函數(shù)傳入另一個InputStream的子類，把輸入流的功能交給它做。通過繼承FilterInputStream可以對輸入輸出流的行為進行擴展，這是裝飾模式的典型用法。通過多個裝飾類實現(xiàn)責(zé)任鏈模式，它將對一個輸入流的不同處理分散到不同的FilterInputStream中去。FilterOutputStream和FilterInputStream的原理一樣。

繼承了FilterInputStream，實現(xiàn)了輸入流處理中的緩沖的功能。底層的流會先被讀取到一個字節(jié)數(shù)組中，用戶使用BufferedInputStream讀取數(shù)據(jù)的時候，會先讀取字節(jié)數(shù)組中的數(shù)據(jù)，讀完了才會調(diào)用底層的流進行進一步的讀取。這種方法可以提升讀取的性能。
繼承了FilterOutputStream，實現(xiàn)了輸出流處理中的緩沖功能。當(dāng)用戶寫入數(shù)據(jù)的時候，其實是先寫入到BufferedOutputStream的一個字節(jié)數(shù)組中，當(dāng)這個字節(jié)數(shù)組滿了，才會真正調(diào)用底層的輸出流執(zhí)行輸出動作。這種方法可以提升寫入的性能。在使用BufferedOutputStream的寫入功能時，一定要使用flush，因為緩沖數(shù)組不滿的時候是不會寫入底層流的，在寫入最后一點數(shù)據(jù)的時候，緩沖數(shù)據(jù)不一定被填滿，這時候就需要調(diào)用flush進行強制刷新。

繼承FilterOutputStream，這個類的print和println方法可以把java的一些基本類型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字節(jié)寫入到底層輸出流，但是PrintStream對String的轉(zhuǎn)換是平臺相關(guān)的，不同的平臺會有不同的編碼，所以寫入到底層的字節(jié)也不同，因此PrintStream只適合于測試輸出，不適合于一般的I/O操作，特別是網(wǎng)絡(luò)流。

這兩個類繼承了FilterInputStream/FilterOutputStream，用來實現(xiàn)將java基本類型轉(zhuǎn)換成二進制來進行讀寫操作，這兩個類的readUTF和writeUTF方法使用了一種特殊的UTF編解碼方式，只能用于java程序，因此不建議在網(wǎng)絡(luò)流或者跨平臺的應(yīng)用中使用者兩個類

繼承了FilterInputStream，提供了一種回退的機制，可以實現(xiàn)unread，本質(zhì)是使用緩沖數(shù)組實現(xiàn)了，也就是說，回退的范圍是有限的。

InputStream和OutputStream是面向字節(jié)的，而人類的習(xí)慣是面向字符，因此InputStream和OutputStream對于程序猿的用戶體驗不是太好，于是就需要提供一些面向字符的流。由于DataInputStream/DataOutputStream在跨平臺的情況下存在問題，因此，java設(shè)計者干脆仿照InputStream和OutputStream重新設(shè)計了一套面向字符的I/O，也就是Reader/Writer

基本的字符輸入流，是個抽象類
4.1.1、public abstract int read() throws IOException 讀取一個字符的方法，最基礎(chǔ)的方法
4.1.2、public int read(char b[], int off, int len) 讀取指定長度的字符到字節(jié)數(shù)組，基于方法4.1.1
4.1.3、public int read(char b[]) throws IOException 讀取一個數(shù)組那么多的字符，基于 方法4.1.2
4.1.4、public long skip(long n) throws IOException 跳過一定字符，用到的比較少
4.1.5、public int available() throws IOException 返回可以讀取的最少字符，用到的比較少
mark(int readlimit)、void reset()和markSupported()這三個方法，并不是每個子類都支持，這里設(shè)計得不合理，完全可以把這三個方法遷移到一個新的接口中去。
4.1.6、public void close() throws IOException 關(guān)閉輸入流
4.1.7、public boolean ready() throws IOException 是否已經(jīng)準(zhǔn)備好

基本的字符輸出流，是個抽象類
4.2.1、abstract public void write(char cbuf[], int off, int len) 抽象方法，用于寫入一個字符數(shù)組的一部分，需要子類實現(xiàn)
4.2.2、public void write(char cbuf[]) throws IOException 基于4.2.1、，寫入一個字符數(shù)據(jù)
4.2.3、public void write(int c) throws IOException 將一個int類型的堤16位作為一個字符寫入，基于4.2.1
4.2.4、public void write(String str) throws IOException 寫入一個字符串，基于4.2.1
4.2.5、public void write(String str, int off, int len) throws IOException 寫入一個字符串的一部分，基于4.2.1

由于計算機只識別字節(jié)，所以Reader/Writer的數(shù)據(jù)來源最終還是字節(jié)，而他們無法直接和字節(jié)打交道，這時候就需要一個中介者將Reader/Writer和InputStream和OutputStream進行打通，于是就有了InputStreamReader和OutputStreamWriter

不同源的Reader/Writer，他們都繼承InputStreamReader/OutputStreamWriter

繼承了InputStreamReader/OutputStreamWriter，傳入FileInputStream/FileOutputStream作為底層的字節(jié)I/O

繼承了InputStreamReader/OutputStreamWriter，使用char數(shù)組作為數(shù)據(jù)源，用的比較少

類似于字節(jié)流，也使用了裝飾模式和責(zé)任鏈模式

對Reader/Writer的代理，底層使用其他Reader/Writer作為真正的操作。

繼承了FilterReader/FilterWriter，BufferedReader使用char數(shù)組作為數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，讀取數(shù)據(jù)先從緩存區(qū)讀，讀不到在從底層的Reader讀，Reader其實用到是更底層的InputStream，盡量不要用BufferedInputStream作為底層InputStream，兩層緩沖區(qū)沒有必要。BufferedWriter先寫入緩沖區(qū)，待緩沖區(qū)寫滿了再使用底層真正的Writer寫，Writer其實用的是更底層的OutputStream。盡量不要用BufferedOutputStream作為底層OutputStream，兩層緩沖區(qū)沒必要。

繼承了FilterReader，實現(xiàn)了可退回的寫，本質(zhì)是使用了一個char數(shù)組，所以可退回是有界限。

用于取代PrintStream，它可以java基本類型轉(zhuǎn)換成字節(jié)輸出，而且可以正確處理不同字符集的國際化問題。

至此，我們對java.io包下的相關(guān)類都做了詳細的解讀，接下來，讓我們看看第三方開源框架都對java IO進行了哪些擴展。

通過上面的解讀我們知道，java IO本身的擴展點有兩個，一個是通過繼承對數(shù)據(jù)來源的擴展，第二個是通過裝飾模式對行為進行擴展。下面介紹的commons-io選擇了對行為進行擴展，并提供一些IO操作的工具方法，簡化IO操作，而okio則不走尋常路，廢棄了java IO的體系，設(shè)計出了source/sink接口體系。

8.1.1、擴展行為
最新的commons-io 2.5提供了對input和output的各種擴展，通過繼承FilterInputStream/FilterOutputStream實現(xiàn)
input：

AutoCloseInputStream：當(dāng)IO流讀到EOF時，會進行自動關(guān)閉

BOMInputStream：用于處理含有BOM的輸入流，比如Windows下用記事本保存的文件

BoundedInputStream：含有讀取界限的輸入流，超過這個界限讀取將會停止

CountingInputStream：含有統(tǒng)計功能的輸入流

DemuxInputStream：這個輸入流會將真正的流保存在ThreadLocal中

ProxyInputStream：一個抽象類，提供了讀取一個字節(jié)之前后之后的回調(diào)方法

TaggedInputStream：這個類在拋異常的時候會給異常設(shè)置標(biāo)記，從而用于跟蹤異常

TeeInputStream：從一個源讀取數(shù)據(jù)，同時會保存到一個指定的源，類似于unix的tee命令

UnixLineEndingInputStream：這個流在讀取換行符的時候會按照unix格式讀取

WindowsLineEndingInputStream：這個流在讀取換行符的時候會按照Windows格式讀取

output

ChunkedOutputStream：寫入流的時候按照chunk分批寫入

CountingOutputStream：具有統(tǒng)計功能的輸出流

DemuxOutputStream：這個輸出流會將真正的流保存在ThreadLocal中

ProxyOutputStream：一個抽象類，提供了寫入一個字節(jié)之前后之后的回調(diào)方法

TaggedOutputStream：這個類在拋異常的時候會給異常設(shè)置標(biāo)記，從而用于跟蹤異常

TeeOutputStream：寫數(shù)據(jù)到一個源，同時會保存到一個指定的源，類似于unix的tee命令

8.1.2、工具方法
IOUtils工具類，主要提供以下工具方法：

closeQuietly - 關(guān)閉一個流，忽略異常

toXxx/read - 從某個流讀取數(shù)據(jù)

write - 向某個流寫入數(shù)據(jù)

copy -從一個流復(fù)制到另一個流

contentEquals - 比較兩個流中的內(nèi)容

如果使用原生的Java IO進行基本類型的讀寫，我們需要使用DataInputStream/DataOutputStream以及BufferedReader/BufferedWriter這四個類，除此之外，我們還需要了解InputStreamReader/OutputStreamWriter以及Java IO之間的責(zé)任鏈，對于一般的Java開發(fā)者來說，這顯然太復(fù)雜了。于是okio重新設(shè)計了接口Source/Sink，提供了訪問基本類型的接口和緩沖功能，同時屏蔽了底層復(fù)雜的IO體系，開發(fā)者只要傳入InputStream和OutputStream就可以了。
具體的類關(guān)系如下：

使用Okio的Java代碼如下：

try {

    BufferedSource bufferedSource = Okio.buffer(Okio.source(new FileInputStream("1.txt")));
    int i = bufferedSource.readInt();
    long l = bufferedSource.readLong();
    String s = bufferedSource.readString(Charset.forName("UTF-8"));
    
    BufferedSink bufferedSink = Okio.buffer(Okio.sink(new FileOutputStream("2.txt")));
    bufferedSink.writeInt(1);
    bufferedSink.writeLong(2L);
    bufferedSink.writeString("123", Charset.forName("UTF-8"));
} catch (Exception e) {
    // process exception
}