Java IO 流全体系总结：从基础到实战的完整突破（重写）

一、基础核心：字节流与字符流的底层逻辑

（一）字节流：二进制数据的读写

1. 基础操作

   • 字节输入流：掌握 FileInputStream 单字节读取细节（返回值 -1 表示结束，07）、循环读取优化（批量读取代单字节，08）。
   • 文件拷贝：实现基础文件拷贝（09），分析单字节拷贝的性能弊端（IO 次数多，10），通过字节数组批量读写优化（11）。

2. 缓冲流增强

   • 字节缓冲流：使用 BufferedInputStream/BufferedOutputStream 实现单字节拷贝（25）、多字节块读写（如 1024 字节，26），理解缓冲原理（减少系统调用，提升效率，27）。

（二）字符流：文本数据的编码处理

1. 字符集与乱码

   • 字符集解析：对比 ASCII（单字节）、GBK（双字节中文，13）、Unicode（UTF-8/UTF-16，14）的存储规则。
   • 乱码根源：编码与解码字符集不一致、多字节字符截断（15），通过 String.getBytes() 和 new String(byte[]) 实现编码 / 解码（16）。

2. 字符流操作

   • 字符输入流：FileReader 空参 read()（单字符读取，17）、有参 read(char[])（批量读取，18），剖析底层解码原理（字节→字符，20）。
   • 字符输出流：FileWriter 写出数据（19），解析底层编码原理（字符→字节，21）。
   • 字符缓冲流：BufferedReader/BufferedWriter 简化文本读写（如 readLine() 按行读取，28）。

二、处理流：功能增强与扩展

（一）转换流：编码灵活控制

• 核心类：InputStreamReader（字节→字符，指定编码）、OutputStreamWriter（字符→字节，指定编码），解决不同编码文件的读写乱码问题（32-33）。

（二）序列化流：对象的持久化

1. 基础使用：通过 ObjectInputStream/ObjectOutputStream 实现单个对象的序列化与反序列化（34-35）。
2. 细节与扩展：
   • 理解 Serializable 接口、transient 关键字的作用（36）。
   • 实现多对象读写（如集合存储对象后序列化，37）。

（三）打印流：格式化输出

• 字节打印流：PrintStream（如 System.out 底层实现，38）。
• 字符打印流：PrintWriter（支持自动刷新、编码设置，39）。

（四）压缩流：数据归档

1. 单文件压缩：使用 ZipOutputStream 压缩单个文件（41）。
2. 文件夹压缩：递归遍历目录，批量压缩子文件 / 子目录（42）。
3. 解压缩：通过 ZipInputStream 解析压缩包（40）。

三、工具包：简化 IO 开发

（一）Commons-io

• 核心功能：
  • 文件操作：FileUtils.copyFile() 简化拷贝，FileUtils.listFiles() 遍历目录。
  • 流工具：IOUtils.copy() 一行代码完成流读写（43）。

（二）Hutool

• IO 模块：
  • FileUtil：便捷操作文件（读写、路径处理）。
  • StreamUtil：流工具类（44）。

四、综合实战：场景化应用突破

（一）文件处理进阶

1. 复杂拷贝：
   • 递归拷贝文件夹：遍历子目录 + 子文件，实现完整目录拷贝（22）。
   • 四种拷贝方式对比：单字节、字节数组、缓冲流、NIO，分析性能差异（29）。
2. 文件篡改：
   • 加密 / 解密：通过字节异或实现文件加密（23），反向异或解密。
   • 修改文件内容：使用 RandomAccessFile 随机修改文件数据（24）。
3. 文本修复：恢复乱序文本（如《出师表》，30，字符流按行排序）。

（二）数据处理与模拟

1. 网络爬虫：
   • 爬取姓氏（45）、名字（46），清洗无效数据（47），结果写出到文件（48）。
2. 假数据生成：通过 Hutool 工具生成姓名、手机号等测试数据（49）。
3. 随机算法：
   • 随机点名：集合随机取元素（50）。
   • 带权重随机：实现概率算法（如抽奖，51）。

（三）应用开发实战

1. 登录注册系统：通过文件存储用户账号密码（52，字符流读写）。
2. 拼图游戏全流程：
   • 项目搭建（53）、登录界面（54）、注册界面（55）。
   • 数据持久化：序列化实现存档（56）、反序列化读档（56）、数据同步（56）。
   • 配置管理：Properties 管理游戏参数（如背景色、难度，57-58）。
3. 阶段大作业：每日一记系统（59），通过文件按日期归档日记（字符流操作）。

五、总结与进阶方向

今日突破

• 知识闭环：从字节 / 字符流基础，到缓冲、转换、序列化等处理流，再到工具包和综合实战，覆盖 IO 流全场景。
• 核心能力：掌握编码控制、性能优化（缓冲）、对象持久化、压缩归档等关键技术，通过实战深化理解。

进阶拓展

1. NIO 与异步 IO：学习 java.nio（通道、缓冲区、选择器），实现非阻塞 IO。
2. Reactive Stream：结合响应式编程（如 RxJava），处理异步流数据。
3. 分布式文件系统：了解 NFS、HDFS，结合 IO 流实现分布式文件操作。

通过系统学习，不仅能解决日常 IO 开发问题，更能深入理解编码原理、流的性能优化、数据持久化等底层逻辑，为复杂应用开发奠定基础 ✨。