Java中的stream流的概念解析及实际运用总结

流是字节序列的抽象概念。
文件是数据的静态存储形式，而流是指数据传输时的形态。
流类分为两个大类：节点流类和过滤流类（也叫处理流类）。
程序用于直接操作目标设备所对应的类叫节点流类，程序也可以通过一个间接流类去调用节点流类，以达到更加灵活方便地读取各种类型的数据，这个间接流类就是过滤流类（也叫处理流类），或者称为包装类。
包装类的调用过程如下图：

流分类的关系
不管流的分类是多么的丰富和复杂，其根源来自于四个基本的类。这个四个类的关系如下：

Java内用 Unicode 编码存储字符，字符流处理类负责将外部的其他编码的字符流和java内 Unicode 字符流之间的转换。而类InputStreamReader 和OutputStreamWriter处理字符流和字节流的转换。字符流（一次可以处理一个缓冲区）一次操作比字节流（一次一个字节）效率高。

InputStream

由于InputStream和OutputStream是abstact类，所以它们还不能表明具体对应哪种IO设备。它们下面有许多子类，包括网络、管道、内存、文件等具体的IO设备，实际程序中使用的它们的各种子类对象。
注：我们将节点流类所对应的IO源和目标称为流节点（Node）。
注意：将A文件的内容写入B文件，程序对A文件的操作所用的是输出类还是输入类这个问题。输入输出类是相对程序而言的，而不是代表文件的，所以我们应该创建一个输入类来完成对A文件的操作，创建一个输出类来完成对B文件的操作。

OutputStream

以字符为导向的 stream Reader/Writer
以 Unicode 字符为导向的 stream ，表示以 Unicode 字符为单位从 stream 中读取或往 stream 中写入信息。同样，Reader/Writer也为abstact类。

Reader

Writer

IO程序代码的复用：
平时写代码用-1来作为键盘输入的结束，在写的函数中不直接使用System.in，只是在调用该函数时，将System.in作为参数传递进去，这样，我们以后要从某个文件中读取数据，来代替手工键盘输入时，我们可以直接使用这个函数，程序就不用做太多的修改了，达到以不变应万变的效果。

字节流和字符流的相互转换
InputStreamReader和OutputStreamReader：把一个以字节为导向的stream转换成一个以字符为导向的stream。
InputStreamReader类是从字节流到字符流的桥梁：它读入字节，并根据指定的编码方式，将之转换为字符流。
使用的编码方式可能由名称指定，或平台可接受的缺省编码方式。
InputStreamReader的read()方法之一的每次调用，可能促使从基本字节输入流中读取一个或多个字节。
为了达到更高效率，考虑用BufferedReader封装InputStreamReader,

BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

Java流使用的一点总结
最经工作中碰到不少Java流的使用，总结如下：
1. 生成Zip格式，遇到的是要在一个Servlet中生成Zip文件，输出到web 客户端，直接下载。

response.setContentType("application/zip");
response.addHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=/"xxx.zip/"");
ZipOutputStream out = new ZipOutputStream(response.getOutputStream())

for()
{  
 ZipEntry entry = new ZipEntry("aa" + i ".dat");
 out.putNewEntry(entry);
 bytes[] bt = s.getBytes();
 out.writeBytes(bt, 0, bt.length());
 out.closeEntry();
}
out.flush();
out.close();

ZipOutputStream 继承自 java.io.FilterOutputStream. 因此真正的写操作是通过参数OutputStream out去写的。
 其 void write(byte[] b, int off, int len) 最终调用了 out.write(b, off, len);

如果要生成一个zip文件，构造时就这样写 new ZipOutputStream(new FileOutputStream(path));

2. 类似的写XML.
 

XMLWriter writer = new XMLWriter(new FileOutputStream(path), formater)

writer.write(doc).道理和上面类似
3. 写文本文件，追加。   

PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream(path, true), "utf-8")

ps.println(s); // 能写boolean、int等各种类型。

PrintSteam同样继承自FilterOutputStream
其内部使用一个OutputStreamWriter的对象textOut来写。例如write(String s)最终调用到textOut.write(s);
    
这里涉及到编码的问题。其参数里的"utf-8"最终传递到OutputStream。
    
OutputStream是一个字符流和字节流之间的桥梁。
 因此其提供了write(char[] cbuf, int off, int len) 和 write(String str, int off, int len) 用来写字符和字符串。
OutputStream内部又通过一个StreamEncoder对象来序列化字符和字符串。
4. 写出到socket。

DataOutputStream out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
out.writeBytes(bt);
out.writeBoolean(boolean v) ;

DataOutputStream同样是一个自FilterOutputStream.

5. 从文本中读取

BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(path));
reader.readLine();

    BufferedReader的模式和上面的Filter模式一样，其内部存储一个Reader对象为参数传进来并用来实际读取的对象。
    BufferedReader对应java 1.0的类就是BufferedInputStream，是一个FilterInputStream。

6. 从Socket中读取

BufferedInputStream is = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
is.read(bt, 0, bt.length());

总结：
基类Stream系列是InputStream和OutputStream，他们是抽象类，要求的方法只有（以Output为例）

void write(int b) throws IOException;
void write(byte b[]) throws IOException
void write(byte b[], int off, int len)

其最基本的只是字节操作。第1个方法看似写一个整数，其实只写一个字节（最低八个bit）。其子类分两个系列，一个是直接操作输出设备的，我们上面碰到的有文件（FileOutputStream)和Servlet输出(ServletOutputStream)。其他常用的还有一个 ByteArrayOutputStream，是直接在内存里操作的。
再就是FilterOutputStream系列了，都是接收一个OutputStream对象座位参数，真正的写操作通过该对象去完成。例如ZipOutputStream，其本身只负责生成压缩格式的数据，至于这些数据是写到文件、内存、还是servletResponse，由输入的参数确定。这就是装饰器模式。

Filter系列常用的有PrintStream(提供了print,println,write(boolean[int, char, string])各种操作，最终利用out.write方法以写字节的方式写进去。
还有DataOutputStream,其提供了writeByte/writeBoolean/writeDouble/writeLong/wiretUTF等方法。
还有就是socket/zip等不常用的。

Java的流很方便也很复杂。复杂就复杂在实现一个功能往往需要多个类，而且有多种组合的办法。尚需继续在实践中总结。