吃透Java IO：字节流、字符流、缓冲流前言有人曾问fastjson的作者（阿

前言有人曾问fastjson的作者（阿里技术专家高铁）：“你开发fastjson ，没得到什么好处，反而挨了骂背了锅，这种事情你为什么要做呢？”
高铁答道：“因为热爱本身，就是奖励啊！”
这个回答顿时触动了我。想想自己，又何尝不是如此。
文章插图
IO流是Java中的一个重要构成部分，也是我们经常打交道的。
下面几个问题（问题还会继续补充），如果你能对答如流，那么恭喜你， IO知识掌握得很好，可以立即关闭文章。反之，你可以在后面得文章中寻找答案。

Java IO流有什么特点？
Java IO流分为几种类型？
字节流和字符流的关系与区别？
字符流是否使用了缓冲？
缓冲流的效率一定高吗？为什么？
缓冲流体现了Java中的哪种设计模式思想？
为什么要实现序列化?如何实现序列化?
序列化数据后，再次修改类文件，读取数据会出问题，如何解决呢?

1 初识Java IOIO ，即in和out ，也就是输入和输出，指应用程序和外部设备之间的数据传递，常见的外部设备包括文件、管道、网络连接。
Java 中是通过流处理IO 的，那么什么是流？
流（Stream），是一个抽象的概念，是指一连串的数据（字符或字节），是以先进先出的方式发送信息的通道。
当程序需要读取数据的时候，就会开启一个通向数据源的流，这个数据源可以是文件，内存，或是网络连接。类似的，当程序需要写入数据的时候，就会开启一个通向目的地的流。这时候你就可以想象数据好像在这其中“流”动一样。
一般来说关于流的特性有下面几点：

先进先出：最先写入输出流的数据最先被输入流读取到。
顺序存取：可以一个接一个地往流中写入一串字节，读出时也将按写入顺序读取一串字节，不能随机访问中间的数据。（RandomAccessFile除外）
只读或只写：每个流只能是输入流或输出流的一种，不能同时具备两个功能，输入流只能进行读操作，对输出流只能进行写操作。在一个数据传输通道中，如果既要写入数据，又要读取数据，则要分别提供两个流。

1.1 IO流分类IO流主要的分类方式有以下3种：

按数据流的方向：输入流、输出流
按处理数据单位：字节流、字符流
按功能：节点流、处理流

文章插图
1、输入流与输出流
输入与输出是相对于应用程序而言的，比如文件读写，读取文件是输入流，写文件是输出流，这点很容易搞反。

文章插图
2、字节流与字符流
字节流和字符流的用法几乎完成全一样，区别在于字节流和字符流所操作的数据单元不同，字节流操作的单元是数据单元是8位的字节，字符流操作的是数据单元为16位的字符。
为什么要有字符流？
Java中字符是采用Unicode标准， Unicode 编码中，一个英文为一个字节，一个中文为两个字节。

文章插图
而在UTF-8编码中，一个中文字符是3个字节。例如下面图中， “云深不知处”5个中文对应的是15个字节：-28-70-111-26-73-79-28-72-115-25-97-91-27-92-124

文章插图
那么问题来了，如果使用字节流处理中文，如果一次读写一个字符对应的字节数就不会有问题，一旦将一个字符对应的字节分裂开来，就会出现乱码了。为了更方便地处理中文这些字符， Java就推出了字符流。
字节流和字符流的其他区别：

字节流一般用来处理图像、视频、音频、PPT、Word等类型的文件。字符流一般用于处理纯文本类型的文件，如TXT文件等，但不能处理图像视频等非文本文件。用一句话说就是：字节流可以处理一切文件，而字符流只能处理纯文本文件。
字节流本身没有缓冲区，缓冲字节流相对于字节流，效率提升非常高。而字符流本身就带有缓冲区，缓冲字符流相对于字符流效率提升就不是那么大了。详见文末效率对比。

以写文件为例，我们查看字符流的源码，发现确实有利用到缓冲区：