InputStream抽象类，定义了read、mark、reset、close方法。并未真正实现内容。其中的mark（标记mark值）和reset（将当前pos设置为mark）方法只有子类ByteArrayInputStream、BufferedInputStream和PushbackInputStream实现具体方法。

FileInputStream继承InputStream抽象类，具体实现read、close方法（具体调用的是native的方法）。

ObjectInputStream继承InputStream抽象类并实现ObjectInput接口，对对象的读操作，而对象必须实现Serializable接口。除了实现read、close方法外，还实现readLong、readShort、readFloat、readChar等java继承类型的方法，另外readObject则是调用对象的toString方法。。其内部实现实际是采用DataInputStream的方法。

ByteArrayInputStream继承InputStream抽象类，对一个数据的byte进行读操作。除了实现read、close方法外，还实现mark、rest方法。入参是一个数据的byte。

PipedInputStream继承InputStream抽象类，对一个数据的byte进行操作，默认大小是1024。此类用于线程之间信息发送，一般与PipedOutStream配对使用。有2个重要方法。第一个connect方法，设置输入的PipedOutStream；第二个receive方法，用于接收PipedOutStream的输入，即PipedOutStream的write最后是调用PipedInputStream的receive。

FilterInputStream继承抽象类，使用装饰者模式的设计一些特殊功能的InputStream。

DataInputStream继承FilterInputStream类，是InputStream的修饰者，主要增加java基础类型的读操作。如：readLong、readShort、readFloat、readChar等。

BufferedInputStream继承FilterInputStream类，是InputStream的修饰者，入参为InputStream，主要增加缓存功能。

PushbackInputStream继承FilterInputStream类，是InputStream的修饰者，主要增加unread方法，实现回写效果。

SequenceInputStream继承InputStream抽象类，实现多个InputStream的操作，可以同时初始化多个InputStream，然后依次读取。

StringBufferInputStream继承InputStream抽象类，入参为String。此类已经作废。

OutputStream

结构图

具体类

OutputStream抽象类，定义了write、flush、close方法。并未真正实现内容。

FileOutputStream继承OutputStream抽象类，构造函数的入参可以说File或者文件名，具体实现write、close方法（具体调用的是native的方法）。

ObjectOutputStream继承OutputStream抽象类并实现ObjectOutput接口，对对象的写操作，而对象必须实现Serializable接口。除了实现write、flush、close方法外，还实现readLong、writeShort、writeFloat、writeChar等java继承类型的方法，另外writeObject则是调用对象的toString方法。。其实现通过采用内部类BlockataOutputStream的方法，内部类实际采用DataOutputStream的操作。

ByteArrayOutputStream继承OutputStream抽象类，对一个数据的byte进行写操作。除了实现write、close方法外，还实现mark、rest方法。入参是一个数据的byte。

PipedOutputStream继承OutputStream抽象类，对一个数据的byte进行操作，默认大小是1024。此类用于线程之间信息发送，一般与PipedInputStream配对使用。增加一个connect方法，设置输入的PipedInputStream。

FilterOutputStream继承抽象类，使用装饰者模式的设计一些特殊功能的OutputStream。

DataOutputStream继承FilterOutputStream类，是OutputStream的修饰者，主要增加java基础类型的读操作。如：writeLong、writeShort、writeFloat、writeChar等。

BufferedOutputStream继承FilterOutputStream类，是OutputStream的修饰者，主要增加缓存功能。

PrintStream继承FilterOutputStream类，是OutputStream的修饰者，主要增加unwrite方法，实现写到控制台功能。主要通过BufferedWriter来实现功能。增加print等一些功能。

Reader

结构图

具体类

Reader抽象类，定义read、mark、reset、close方法，并未实现具体方法。其中mark、reset方法只有子类StringReader、BufferReader、CharArrayReader和PushbackReader实现。

InputStreamReader继承Reader抽象类，使用InputStream和编码作为入参，通过StreamDecoder进行编码转换（字节转字符）实现read、mark、close方法。增加getEncoding返回获取编码。

FileReader继承InputStreamReader抽象类，使用File作为入参，实际创建FileInputStream并将其传入StreamDecoder。

StringReader继承Reader抽象类，使用String作为入参，主要对入参的String进行操作。同时实现mark和reset方法。

PipedReader继承Reader抽象类，对一个数组的char进行操作，默认大小是1024。此类用于线程之间信息发送，一般与PipedWriter配对使用。增加一个connect方法，设置输入的PipedWriter。

BufferReader继承Reader抽象类，入参是Reader。实现缓存效果。增加一个重要的方法readLine，一行数据写入。

CharArrayReader继承Reader抽象类，对一数组的char进行操作，入参为数组的char。同时实现mark和reset方法。

FilterReader继承抽象类，使用装饰者模式的设计一些特殊功能的Reader。

PushbackReader继承FilterReader类，是Reader的修饰者，主要增加unread方法，实现回写效果。

Writer

结构图

具体类

Writer抽象类，定义write、flush、close方法，并未实现具体方法。

InputStreamWriter继承Writer抽象类，使用OutputStream和编码作为入参，通过StreamEncoder进行编码转换（字节转字符）实现write、flush、close方法。增加flushBuffer刷新缓存。

FileWriter继承OutputStreamWriter抽象类，使用File作为入参，实际创建FileOutputStream并将其传入StreamEncoder。

StringWriter继承Writer抽象类，主要对StringBuffer进行操作。

PipedWriter继承Writer抽象类，对一个数组的char进行操作，默认大小是1024。此类用于线程之间信息发送，一般与PipedWriter配对使用。增加一个connect方法，设置输入的PipedWriter。

BufferedWriter继承Writer抽象类，入参是Writer。实现缓存效果。增加一个重要的方法newLine，换行功能。

CharArrayWriter继承Writer抽象类，对一数组的char进行操作，入参为数组的char。同时实现mark和reset方法。

PrintWriter继承Writer抽象类，主要通过PrintStream进行对控制台输出。

FilterWriter继承抽象类，使用装饰者模式的设计一些特殊功能的Writer。目前暂未有装饰者。

高级篇

Java.nio与java.io的区别。

提高的读写速度，原先的io是阻塞型的，nio是将I/O交个操作系统，这样更适合与并发操作。
数据的打包和传输方式，原先io是采用流方式，而nio是采用缓冲区方式。
selector的作用，运行一个线程使用多个通道。

具体类

RandomAccessFile

实现DataOutput, DataInput接口。实际上与inputstream和outputstream无关系。作为一个可以同时实现读写文件的操作。主要实现seek、skipBytes方法用于操作文件位置，同时实现length( )、getFilePointer( )获取一些文件属性。此接口将逐渐被NIO取代。

Channel

通道类似流，但又有些不同：

既可以从通道中读取数据，又可以写数据到通道。但流的读写通常是单向的。
通道可以异步地读写。
通道中的数据总是要先读到一个Buffer，或者总是要从一个Buffer中写入。
这些是Java NIO中最重要的通道的实现：
FileChannel 从文件中读写数据。
DatagramChannel 能通过UDP读写网络中的数据。
SocketChannel 能通过TCP读写网络中的数据。
ServerSocketChannel可以监听新进来的TCP连接，像Web服务器那样。对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。

Buffer

Java NIO中的Buffer用于和NIO通道进行交互。数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入到通道中的。

使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤：

写入数据到Buffer
调用flip()方法
从Buffer中读取数据
调用clear()方法或者compact()方法

Buffer的capacity,position和limit

capacity
作为一个内存块，Buffer有一个固定的大小值，也叫“capacity”.你只能往里写capacity个byte、long，char等类型。一旦Buffer满了，需要将其清空（通过读数据或者清除数据）才能继续写数据往里写数据。
position
当你写数据到Buffer中时，position表示当前的位置。初始的position值为0.当一个byte、long等数据写到Buffer后， position会向前移动到下一个可插入数据的Buffer单元。position最大可为capacity – 1.
当读取数据时，也是从某个特定位置读。当将Buffer从写模式切换到读模式，position会被重置为0. 当从Buffer的position处读取数据时，position向前移动到下一个可读的位置。
limit
在写模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer里写多少数据。写模式下，limit等于Buffer的capacity。
当切换Buffer到读模式时， limit表示你最多能读到多少数据。因此，当切换Buffer到读模式时，limit会被设置成写模式下的position值。换句话说，你能读到之前写入的所有数据（limit被设置成已写数据的数量，这个值在写模式下就是position）

Java NIO 有以下Buffer类型

ByteBuffer
MappedByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer
FloatBuffer
IntBuffer
LongBuffer
ShortBuffer

Scatter/Gather

分散（scatter）从Channel中读取是指在读操作时将读取的数据写入多个buffer中。因此，Channel将从Channel中读取的数据“分散（scatter）”到多个Buffer中。
聚集（gather）写入Channel是指在写操作时将多个buffer的数据写入同一个Channel，因此，Channel 将多个Buffer中的数据“聚集（gather）”后发送到Channel。
FileChannel
实现ByteChanel的抽象类。Java NIO中的FileChannel是一个连接到文件的通道。可以通过文件通道读写文件。FileChannel无法设置为非阻塞模式，它总是运行在阻塞模式下。增加一些特殊方法，比如：size、truncat、force等方法。

SocketChannel

实现ByteChanel的抽象类。Java NIO中的SocketChannel是一个连接到TCP网络套接字的通道。可以通过以下2种方式创建SocketChannel：第一种是打开一个SocketChannel并连接到互联网上的某台服务器；第二种是一个新连接到达ServerSocketChannel时，会创建一个SocketChannel。增加一些特殊方法，比如：connect、bind、socket等方法。

ServerSocketChannel

实现ByteChanel的抽象类。Java NIO中的 ServerSocketChannel 是一个可以监听新进来的TCP连接的通道, 就像标准IO中的ServerSocket一样。ServerSocketChannel类在 java.nio.channels包中。增加一些特殊方法，比如：connect、bind、accept、socket等方法。

DatagramChannel

实现ByteChanel的抽象类。Java NIO中的DatagramChannel是一个能收发UDP包的通道。因为UDP是无连接的网络协议，所以不能像其它通道那样读取和写入。它发送和接收的是数据包。

Pipe

Java NIO 管道是2个线程之间的单向数据连接。Pipe有一个source通道和一个sink通道。数据会被写到sink通道，从source通道读取。主要用于线程间的操作。

IO的同步异步和阻塞非阻塞

流程

流程描述：应用进程在调用IO(无论是磁盘还是网络IO)，会线程从用户状态切换成内核状态。调用recv确认数据是否准备完成，如果未准备好，则一直等到。当数据准备好，就复制数据到用户空间，返回成功，并切换回用户状态。
等待数据时间：当内核没有准备好数据，线程等待数据准备完成的时间。（阻塞/非阻塞）
复制数据到用户空间的时间：内核缓存的数据复制到用户空间。（同步/异步）