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Java IO 流體系全景：從概念到四大抽象類實戰

編輯：Java 綜合教學

Java IO 流體系全景：從概念到四大抽象類實戰

流是連續資料序列的抽象，如同水管中的水流。Java 在 java.io 套件提供豐富的流類別，掌握其分類與核心抽象是高效處理輸入輸出的基礎。

一、流的分類

維度	分類	說明
資料方向	輸入流 / 輸出流	以程式為參考點：讀入為輸入，寫出為輸出
處理單位	位元組流 / 字元流	位元組流處理二進位資料；字元流處理文本，自動處理編碼轉換
功能角色	節點流 / 處理流	節點流直接連接資料源（檔案、網路）；處理流包裝節點流提供緩衝、轉換等增強功能

二、四大抽象基類

所有具體流類別均繼承自以下四個抽象類：

InputStream：位元組輸入流
OutputStream：位元組輸出流
Reader：字元輸入流
Writer：字元輸出流

三、核心類別與常用操作

1. InputStream / FileInputStream

// 一次性讀取整個檔案
File file = new File("d:/test.txt");
try (InputStream in = new FileInputStream(file)) {
    byte[] data = new byte[(int) file.length()];
    in.read(data);
    System.out.println(new String(data));
}

// 逐位元組讀取（不知大小）
try (InputStream in = new FileInputStream(file)) {
    byte[] buf = new byte[1024];
    int len, temp;
    while ((temp = in.read()) != -1) {
        buf[len++] = (byte) temp;
    }
    System.out.println(new String(buf, 0, len));
}

2. OutputStream / FileOutputStream

File file = new File("d:/test.txt");
try (OutputStream out = new FileOutputStream(file)) {
    String str = "Hello World";
    out.write(str.getBytes());
}

3. Reader / FileReader

File file = new File("d:/test.txt");
try (Reader in = new FileReader(file)) {
    char[] buf = new char[1024];
    int len = in.read(buf);
    System.out.println(new String(buf, 0, len));
}

4. Writer / FileWriter

File file = new File("d:/test.txt");
try (Writer out = new FileWriter(file)) {
    out.write("Hello World");
}

四、進階主題預告

緩衝流（BufferedInputStream/BufferedReader）大幅提升效能。
轉換流（InputStreamReader/OutputStreamWriter）橋接位元組與字元，指定編碼。
資料流（DataInputStream/DataOutputStream）讀寫基本型別。
物件序列化（ObjectInputStream/ObjectOutputStream）。
NIO 與 NIO.2（通道、緩衝區、非阻塞、Path/Files API）。

五、最佳實踐

優先使用 try-with-resources 自動關閉流。
處理文本時優先用字元流（Reader/Writer）並指定編碼（如 UTF-8）。
大量資料讀寫必須加緩衝。
區分節點流與處理流，靈活組合（如 new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(file), "UTF-8"))）。