java中有兩套IO，一套是普通的IO，即jdk1.4之前就包含的IO，另一套是jdk1.4包括進來的nio。本文指的是普通的IO。java中的IO是基于流的。流的概念可以這樣理解，即數據好像實在一根管子里面流動，而管子的兩端連接什么，則需要根據具體的輸入輸出需要來確定了。比如說，我想從文件輸入到屏幕顯示，則管子的一端（輸入端）連接的是文件，另一端連接的是屏幕。這個比方可能不是很準確，但目前先大概這樣理解了:-)。

    java的io有兩類，一類是基于字節(jié)流的，基類是InputStream/OutputStream，另一類是基于字符流的，基類是Reader/Writer，注意基于Java的字符使用Unicode表示的，所以Reader/Writer的讀寫操作都似乎基于雙字節(jié)的Unicode代碼單元。

    下圖表示了Java io的結構（圖片來自：http://www.unix.com.ua/orelly/java-ent/jnut/figs/JN3_1101.gif）：

    在學習時應該注意的是，基于字節(jié)的io和基于字符的io是有一定的對應關系的，掌握這些對應關系，可以更快的掌握java io。

    基于字節(jié)流的輸入的類:

　　1) ByteArrayInputStream：把內存中的一個緩沖區(qū)作為InputStream使用

2) StringBufferInputStream：把一個String對象作為InputStream

3) FileInputStream：把一個文件作為InputStream，實現對文件的讀取操作

4) PipedInputStream：實現了pipe的概念，主要在線程中使用

5) SequenceInputStream：把多個InputStream合并為一個InputStream

基于字節(jié)流的輸出的類:

1) ByteArrayOutputStream：把信息存入內存中的一個緩沖區(qū)中

2) FileOutputStream：把信息存入文件中

3) PipedOutputStream：實現了pipe的概念，主要在線程中使用

4) SequenceOutputStream：把多個OutStream合并為一個OutStream

基于字符流的輸入的類：
　　1) CharArrayReader：與ByteArrayInputStream對應
　　2) StringReader：與StringBufferInputStream對應
　　3) FileReader：與FileInputStream對應
　　4) PipedReader：與PipedInputStream對應

基于字符流的輸出的類：
　　1) CharArrayWrite：與ByteArrayOutputStream對應
　　2) StringWrite：無與之對應的以字節(jié)為導向的stream
　　3) FileWrite：與FileOutputStream對應
　　4) PipedWrite：與PipedOutputStream對應

　　以字符為導向的stream基本上對有與之相對應的以字節(jié)為導向的stream。兩個對應類實現的功能相同，只是在操作時的導向不同。如 CharArrayReader和ByteArrayInputStream的作用都是把內存中的一個緩沖區(qū)作為InputStream使用，所不同的 是前者每次從內存中讀取一個字節(jié)的信息，而后者每次從內存中讀取一個Unicode字符（2個字節(jié)）。

InputStreamReader和OutputStreamReader：把一個以字節(jié)為導向的stream轉換成一個以字符為導向的stream。

java中基于字節(jié)流的io還有一個重要的概念，裝飾類。即上圖中InputStream和OutputStream的子類中帶有Filter*類的子類，通過這些裝飾類可以給io添加新的功能。一個典型的應用實例便是如果想要一個基于字節(jié)流的文件輸入，而又想提高效率而采用緩沖的話，可以按照以下代碼實現：

File f = new File("c:\\test.dat);

FileInputStream fis = new FileInputStream(f);

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);

然后就可以對這個流采用帶有緩沖的輸入了。下面詳細介紹一下裝飾類：

InputStream的裝飾類：
　　1) DataInputStream：從stream中讀取基本類型（int、char等）數據。
　　2) BufferedInputStream：使用緩沖區(qū)
　　3) LineNumberInputStream：會記錄input stream內的行數，然后可以調用getLineNumber()和setLineNumber(int)
　　4) PushbackInputStream：很少用到，一般用于編譯器開發(fā)

OutputStream的裝飾類
　　1) DataIOutputStream：往stream中輸出基本類型（int、char等）數據。
　　2) BufferedOutputStream：使用緩沖區(qū)
　　3) PrintStream：產生格式化輸出

在基于字符流的io中，與上述的基于字節(jié)流的裝飾類的對應關系如下：
       Reader的子類：
       1) 沒有與DataInputStream對應的類。除非在要使用readLine()時改用BufferedReader，否則使用DataInputStream
　　2) BufferedReader：與BufferedInputStream對應
　　3) LineNumberReader：與LineNumberInputStream對應
　　4) PushBackReader：與PushbackInputStream對應

Writer的子類：
　　1) BufferedWriter：與BufferedOutputStream對應
　　2) PrintWriter：與PrintStream對應

如果想隨機讀寫文件，可以使用RandomAccessFile類：
　　1) 可通過RandomAccessFile對象完成對文件的讀寫操作
　　2) 在產生一個對象時，可指明要打開的文件的性質：r，只讀；w，只寫；rw可讀寫
　　3) 可以直接跳到文件中指定的位置

參考：

徹底明白 Java 語言中的IO系統(tǒng) http://dev.yesky.com/105/7570105.shtml

精通Java網絡編程 汪曉平 清華大學出版社 2005 9

       Java應該是最近幾年用的比較多的編程語言，特別是對于網絡上的應用，Java的面向對象特性可以簡化、加速應用程序開發(fā)。另外，網上如此多的開源程序、框架也值得自己借鑒。開始吧，Java之旅。

       多線程編程應該是現在的程序所必需的。為了充分利用CPU（單核、多核）的計算能力，多線程編程是必不可少的。另外，Java的GUI編程也少不了多線程編程。本文應該隨著自己對Java的多線程編程的深入持續(xù)更改。本文參考的文獻（文章）列于文章最后。

       一般來說，當運行一個應用程序的時候，就啟動了一個進程，當然有些會啟動多個進程。啟動進程的時候，操作系統(tǒng)會為進程分配資源，其中最主要的資源是內存空間，因為程序是在內存中運行的。在進程中，有些程序流程塊是可以亂序執(zhí)行的，并且這個代碼塊可以同時被多次執(zhí)行。實際上，這樣的代碼塊就是線程體。線程是進程中亂序執(zhí)行的代碼流程。當多個線程同時運行的時候，這樣的執(zhí)行模式稱為并發(fā)執(zhí)行。 

Java編寫程序都運行在在Java虛擬機（JVM）中，在JVM的內部，程序的多任務是通過線程來實現的。每用java命令啟動一個java應用程序，就會啟動一個JVM進程。在同一個JVM進程中，有且只有一個進程，就是它自己。在這個JVM環(huán)境中，所有程序代碼的運行都是以線程來運行。

一般常見的Java應用程序都是單線程的。比如，用java命令運行一個最簡單的HelloWorld的Java應用程序時，就啟動了一個JVM進程，JVM找到程序程序的入口點main()，然后運行main()方法，這樣就產生了一個線程，這個線程稱之為主線程。

對于一個進程中的多個線程來說，多個線程共享進程的內存塊，當有新的線程產生的時候，操作系統(tǒng)不分配新的內存，而是讓新線程共享原有的進程塊的內存。因此，線程間的通信很容易，速度也很快。不同的進程因為處于不同的內存塊，因此進程之間的通信相對困難。

實際上，操作的系統(tǒng)的多進程實現了多任務并發(fā)執(zhí)行，程序的多線程實現了進程的并發(fā)執(zhí)行。多任務、多進程、多線程的前提都是要求操作系統(tǒng)提供多任務、多進程、多線程的支持。 

在Java程序中，JVM負責線程的調度。線程調度是值按照特定的機制為多個線程分配CPU的使用權。

調度的模式有兩種：分時調度和搶占式調度。分時調度是所有線程輪流獲得CPU使用權，并平均分配每個線程占用CPU的時間；搶占式調度是根據線程的優(yōu)先級別來獲取CPU的使用權。JVM的線程調度模式采用了搶占式模式。

所謂的“并發(fā)（concurrency）執(zhí)行”、“同時”其實都不是真正意義上的“同時”。眾所周知，CPU都有個時鐘頻率，表示每秒中能執(zhí)行cpu指令的次數。在每個時鐘周期內，CPU實際上只能去執(zhí)行一條（也有可能多條）指令。操作系統(tǒng)將進程線程進行管理，輪流（沒有固定的順序）分配每個進程很短的一段是時間（不一定是均分），然后在每個線程內部，程序代碼自己處理該進程內部線程的時間分配，多個線程之間相互的切換去執(zhí)行，這個切換時間也是非常短的。因此多任務、多進程、多線程都是操作系統(tǒng)給人的一種宏觀感受，從微觀角度看，程序的運行是異步執(zhí)行的。

Java 虛擬機允許應用程序并發(fā)地運行多個執(zhí)行線程。Java語言提供了多線程編程的擴展點，并給出了功能強大的線程控制API。

在Java中，多線程的實現有兩種方式：

1. 繼承java.lang.Thread類。覆蓋run方法。
2. 實現java.lang.Runnable接口。實現run方法。

實際上所有的多線程代碼都是通過運行Thread的start()方法來運行的。因此，不管是擴展Thread類還是實現Runnable接口來實現多線程，最終還是通過Thread的對象的API來控制線程的，熟悉Thread類的API是進行多線程編程的基礎。

線程在一定條件下，狀態(tài)會發(fā)生變化。線程變化的狀態(tài)轉換圖如下：

1、新建狀態(tài)（New）：新創(chuàng)建了一個線程對象。

2、就緒狀態(tài)（Runnable）：線程對象創(chuàng)建后，其他線程調用了該對象的start()方法。該狀態(tài)的線程位于可運行線程池中，變得可運行，等待獲取CPU的使用權。

3、運行狀態(tài)（Running）：就緒狀態(tài)的線程獲取了CPU，執(zhí)行程序代碼。

4、阻塞狀態(tài)（Blocked）：阻塞狀態(tài)是線程因為某種原因放棄CPU使用權，暫時停止運行。直到線程進入就緒狀態(tài)，才有機會轉到運行狀態(tài)。阻塞的情況分三種：

（一）、等待阻塞：運行的線程執(zhí)行wait()方法，JVM會把該線程放入等待池中。

（二）、同步阻塞：運行的線程在獲取對象的同步鎖時，若該同步鎖被別的線程占用，則JVM會把該線程放入鎖池中。

（三）、其他阻塞：運行的線程執(zhí)行sleep()或join()方法，或者發(fā)出了I/O請求時，JVM會把該線程置為阻塞狀態(tài)。當sleep()狀態(tài)超時、join()等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程重新轉入就緒狀態(tài)。

5、死亡狀態(tài)（Dead）：線程執(zhí)行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結束生命周期。

線程的調度

1、調整線程優(yōu)先級：Java線程有優(yōu)先級，優(yōu)先級高的線程會獲得較多的運行機會。

Java線程的優(yōu)先級用整數表示，取值范圍是1~10，Thread類有以下三個靜態(tài)常量：

static int MAX_PRIORITY

          線程可以具有的最高優(yōu)先級，取值為10。

static int MIN_PRIORITY

          線程可以具有的最低優(yōu)先級，取值為1。

static int NORM_PRIORITY

          分配給線程的默認優(yōu)先級，取值為5。

Thread類的setPriority()和getPriority()方法分別用來設置和獲取線程的優(yōu)先級。

每個線程都有默認的優(yōu)先級。主線程的默認優(yōu)先級為Thread.NORM_PRIORITY。

線程的優(yōu)先級有繼承關系，比如A線程中創(chuàng)建了B線程，那么B將和A具有相同的優(yōu)先級。

JVM提供了10個線程優(yōu)先級，但與常見的操作系統(tǒng)都不能很好的映射。如果希望程序能移植到各個操作系統(tǒng)中，應該僅僅使用Thread類有以下三個靜態(tài)常量作為優(yōu)先級，這樣能保證同樣的優(yōu)先級采用了同樣的調度方式。

2、線程睡眠：Thread.sleep(long millis)方法，使線程轉到阻塞狀態(tài)。millis參數設定睡眠的時間，以毫秒為單位。當睡眠結束后，就轉為就緒（Runnable）狀態(tài)。sleep()平臺移植性好。

3、線程等待：Object類中的wait()方法，導致當前的線程等待，直到其他線程調用此對象的 notify() 方法或 notifyAll() 喚醒方法。這個兩個喚醒方法也是Object類中的方法，行為等價于調用 wait(0) 一樣。

4、線程讓步：Thread.yield() 方法，暫停當前正在執(zhí)行的線程對象，把執(zhí)行機會讓給相同或者更高優(yōu)先級的線程。

5、線程加入：join()方法，等待其他線程終止。在當前線程中調用另一個線程的join()方法，則當前線程轉入阻塞狀態(tài)，直到另一個進程運行結束，當前線程再由阻塞轉為就緒狀態(tài)。

6、線程喚醒：Object類中的notify()方法，喚醒在此對象監(jiān)視器上等待的單個線程。如果所有線程都在此對象上等待，則會選擇喚醒其中一個線程。選擇是任意性的，并在對實現做出決定時發(fā)生。線程通過調用其中一個 wait 方法，在對象的監(jiān)視器上等待。 直到當前的線程放棄此對象上的鎖定，才能繼續(xù)執(zhí)行被喚醒的線程。被喚醒的線程將以常規(guī)方式與在該對象上主動同步的其他所有線程進行競爭；例如，喚醒的線程在作為鎖定此對象的下一個線程方面沒有可靠的特權或劣勢。類似的方法還有一個notifyAll()，喚醒在此對象監(jiān)視器上等待的所有線程。

注意：Thread中suspend()和resume()兩個方法在JDK1.5中已經廢除，不再介紹。因為有死鎖傾向。

常見線程名詞解釋

主線程：JVM調用程序mian()所產生的線程。

當前線程：這個是容易混淆的概念。一般指通過Thread.currentThread()來獲取的進程。

后臺線程：指為其他線程提供服務的線程，也稱為守護線程。JVM的垃圾回收線程就是一個后臺線程。

前臺線程：是指接受后臺線程服務的線程，其實前臺后臺線程是聯系在一起，就像傀儡和幕后操縱者一樣的關系。傀儡是前臺線程、幕后操縱者是后臺線程。由前臺線程創(chuàng)建的線程默認也是前臺線程。可以通過isDaemon()和setDaemon()方法來判斷和設置一個線程是否為后臺線程。

在JavaSE5.0中添加了新的并行工具包，java.util.concurrent，java.util.concurrent.atomic，java.util.concurrent.locks。這三個新包的加入為java的多線程編程提供了更加方便的工具。目前正在學習中。

待續(xù)...

參考：

1. Java多線程編程總結 http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/27069