C#中的输入输出流

流是通过通信路径传递的字节序列，C#采用流模型读写文件、网络或内存中的数据。

有两个主要的流：输入流和输出流。输入流用于读取数据(读操作)，输出流用于写入数据(写操作)

C#中关于流的常用类，这些类大多属于System.IO命名空间的类：

创建流的类：

Stream：所有流的基类,定义流的基本操作,如Read和Write等方法，是抽象类，无法直接使用

FileStream：以文件作为数据源的流，可以用来读写文件
NetworkStream：以网络作为数据源的流，可以通过此流发送或接受网络数据
MemoryStream：以内存作为数据源的流，可以用来随机读写内存中的数据
BufferedStream：以缓存区作为数据源的流，可以用来读写缓存区中的数据

读写流的类：
TextReader：字符读取的基类,定义基本字符读取操作，是抽象类，无法直接使用
TextWriter：字符写入的基类,定义基本字符写入操作，是抽象类，无法直接使用

StreamReader：从流读取字符
StreamWriter：将字符写入流
StringReader：用于读取字符
StringWriter：用于写入字符
BinaryReader：以二进制的形式从流读取数据
BinaryWriter：以二进制的形式将数据写入流

对于流操作可能用到的其他类：

File：用于方便的创建文件流
Directory：有助于操作目录结构
DirectoryInfo：用于对目录执行操作
DriveInfo：提供驱动器的信息
FileInfo：用于对文件执行操作
Path：对路径信息执行操作

文件流的创建和操作，查看官方文档

FileStream(String, FileMode [, FileAccess, FileShare, Int32, FileOptions])
    可选参数可以从后向前省略
    FileMode枚举定义了各种打开文件的方法：
        Append：打开文件，定位在末尾。如果不存在，则创建
            此方法只能以FileAccess.Write只写模式打开文件
        Open：打开文件。定位在开头，如果不存在，则抛出异常
        OpenOrCreate：打开文件，定位在开头，如果不存在，则创建
            定位在开头打开文件写入的话会替换文件内容
        Create：创建新文件。如果已存在，则删除并创建新文件
        CreateNew：创建新文件。如果已存在，则抛出异常
        Truncate：打开文件，并将文件内容截断为零字节大小，保留文件的初始创建日期。如果不存在，则抛出异常
    FileAccess枚举成员Read、ReadWrite和Write
    FileShare用于设定文件锁，枚举成员：
        Inheritable：允许文件句柄可由子进程继承。Win32不直接支持此功能
        None：关闭文件前不允许任何程序打开文件
        Read：关闭文件前允许任何程序读取文件
        ReadWrite：关闭文件前允许任何程序读写文件
        Write：关闭文件前允许任何程序写入文件
        Delete：关闭文件前允许任何程序删除文件
    Int32：设定文件缓存区大小
    FileOptions枚举用于创建FileStream对象的高级选项，成员有：
        Asynchronous：指示文件可用于异步读取和写入
        DeleteOnClose：指示当不再使用某个文件时，自动删除该文件
        Encrypted：指示文件是加密的，只能通过用于加密的同一用户帐户来解密
        None：指示在生成 FileStream 对象时，不应使用其他选项。
        RandomAccess：指示随机访问文件
        SequentialScan：指示按从头到尾的顺序访问文件
        WriteThrough：指示系统应通过任何中间缓存、直接写入磁盘。   

另外创建FileStream文件流也可以使用File类中的方法：

    Open(String, FileMode [, FileAccess] [, FileShare])：返回FileStream文件流
        FileAccess默认为ReadWrite，FileShare默认为None
    File.OpenRead(file)：只读方式创建文件流
    File.OpenWrite(file)：只写方式创建文件流

当一个文件流创建完成后，我们可以使用文件流的一些方法来操作文件流：

CanRead:流是否支持读取，只读属性
CanWrite：流是否支持写入，只读属性
CanSeek：流是否支持定位，只读属性
CanTimeout：当前流是否可以超时
Name：已打开的文件的绝对路径,只读属性
SafeFileHandle :文件安全句柄，只读属性
Position：当前的指针位置
ReadTimeout：读取或设置读取超时时间(毫秒)
WriteTimeout：读取或设置写入超时时间(毫秒)
Length：流的长度(字节大小)
IsAsync：是否是同步工作(还是异步工作)

Read(byte[]array,int offset,int count)：从流中读取数据，返回读取的字节数
    offset表示读取时的偏移量(从0开始)
    count表示读取多少个字节
    读取到的数据会保存在array中
    使用Encoding.GetString(array)可以将字节数组转化为指定编码的字符串
BeginRead(byte[]array,int offset,int count,callback_func,args)：异步读取
    每一次使用BeginRead()方法事都必须要使用EndRead()方法结束异步状态
    最后的args是要传给读取完毕后的回调函数callback_func时传入的参数
    一般传入调用BeginRead()方的对象，用于在回调函数用调用EndRead()方法
EndRead()：异步读结束

Write(byte[]array,int offset,int count)：将字节块（字节数组）写入流
    将array中的数据写入到流
    offset表示从array哪个索引开始写入
    count表示写入多少个字节
    使用Encoding.GetBytes(string)可以将字符串以指定编码转化为字节数组
    Encoding是一个字符编码值，位于System.Text命名空间：
    可以通过System.Text.Encoding.GetEncoding(encoding)来获取指定编码值(不区分大小写)
            System.Text.Encoding.GetEncoding("gb2312")
            System.Text.Encoding.GetEncoding("utf-8")
            System.Text.Encoding.UTF8：预设的UTF-8编码值
            System.Text.Encoding.Default：自动检测计算机默认编码
BeginWrite(byte[]array,int offset,int count,callback_func,args)：异步写
    每一次使用BeginWrite()方法事都要带上EndWrite()方法
EndWrite()：异步写结束
CopyTo(Stream[, Int32])：从当前流中读取字节并将其写入到另一流中,第二个参数为缓冲区大小
CopyToAsync(Stream[, Int32])：从当前流中异步读取字节并将其写入到另一流中

Seek(longoffset,SeekOrigin origin)：设置文件读取或写入的指针位置
    SeekOrigin是一个枚举，成员有Begin、Current(当前位置)、End
    longoffset表示从指定位置向后移动多少位开始读写，可以为负数
SetLength(length)：截取FileStream内容为指定长度
Lock(long position,long length)
    够锁住文件中的某一部分，能够精确锁定住需要锁住的文件的部分内容
Unlock (long position,long length)：用于文件部分枷锁后的解锁
Flush(Boolean)：清除该流缓冲区，使得所有缓冲的数据都被写入的文件中，参数表示同时清除所有中间文件缓冲区
FlushAsync()：异步清除此流的所有缓冲区并导致所有缓冲数据都写入基础设备中
Close()：关闭当前流并释放与之关联的所有系统资源

读写流

文件流对象操作的是最底层的字节级数据。因为它比较底层的原因，它可以读取任何文件，但是操作起普通文本文件显得很笨拙。

StreamReader类是专门用于读写文本文件流的类，从底层从底层封装了文件流，提供更便捷的读写文件方式，不需要麻烦的编解码操作

读取流，官方文档

创建读取流：
    StreamReader(FileStream , Encoding)
    StreamReader(file_string , Encoding , auto_encoding , bufferSize)
        auto_encoding表示是否自动检测文件编码，如果设置为true，则会忽略第二个Encoding参数
        bufferSize表示设置缓冲区大小
    File.OpenText(file_string)：以UTF-8编码返回StreamReader流
BaseStream：获取其内部的文件流对象
Encoding：获取字符编码
CurrentEncodin：获取当前StreamReader的Encoding
EndOfStream：判断StreamReader是否已经处于当前流的末尾
Read()：获取当前char的下个char并使指针指向下个字符,当返回值是-1时，表示已经到文件末尾了
Peek()：功能同Read()，但是使用后指针不会向后移动
Read(char[] array,int offset,int count)：从流中读取数据并保存如char数组array，返回读取的字节数
ReadBlock(char[] array,int offset,int count) ：功能同Read(),区别是从效率上来说ReadBlock更高点，而且ReadBlock并非属于线程安全
ReadLine()：从流中读取一行并且指针下移一行，返回字符串
ReadToEnd()：读取流从当前位置到最后的所有数据，返回字符串
Close()：关闭StreamRead内置的文件流

写入流，官网文档：

创建写入流：
    StreamWriter(FileStream,Encoding,bufferSize)
    StreamWriter(file_string,[is_append=false] [,Encoding])
        默认会删除并新建文件，传入第二个参数true则为追加模式
    File.AppendText(file_string)
    File.CreateText(file_string)

BaseStream：获取其内部的文件流对象
Encoding：获取字符编码
NewLine：获取当前系统的默认换行字符
AutoFlush：该属性设定每次使用Write()方法后直接将缓冲区的数据写入文件
Write(data)：写入data数据
    data可以是一个字符串，也可以是一个布尔值、一个字符、一个十进制数字、一个8字节浮点数、一个4字节有符号的整数
WriteLine(data)：向流写入一行并在最后附加一个换行符，data可以是任何常见的数据类型
Flush()：清空缓冲区
Close()：关闭StreamWriter内置的文件流

内存流，官方文档

MemoryStream是内存流,为系统内存提供读写操作，由于MemoryStream是通过无符号字节数组组成的，可以说MemoryStream的性能可以

算比较出色，所以它担当起了一些其他流进行数据交换时的中间工作，同时可降低应用程序中对临时缓冲区和临时文件的需要,在很多场合我们必须使用它来提高性能

创建内存流
    MemoryStream(byte[] array [, int index, int count])：创建内存流对象，并将array在初始化时写入流
    MemoryStream(byte[] array,bool writeable)：Writeable参数定义该流是否可写
    MemoryStream(int capacity)：内存流的可用内存大小，默认为512M(512*1024*1024)
    MemoryStream(byte[] byte,int index, int count, bool writeable, bool publiclyVisible)
        publiclyVisible表示是否可以启用GetBuffer方法，它返回无符号字节数组，流从该数组创建

Capacity：内存流可使用的容量
GetBuffer()：这个方法使用时需要小心，因为这个方法返回无符号字节数组，也就是说，即使我只输入几个字符例如”HellowWorld”我们只希望返回11个数据就行，可是这个方法会把整个缓冲区的数据，包括那些已经分配但是实际上没有用到的字节数据都返回出来

WriteTo(Stream stream)：memoryStream常用起中间流的作用，读写在处理完后将内存流写入其他流中

缓存区流，官方文档

缓冲区是内存中的一块连续区域，用来缓存或临时存储数据，也就是说流可以通过缓冲区逐步对数据进行读取或写入操作，

BufferedStream中的缓存区可以由用户设定，其表现形式为byte数组

假如非固态硬盘没有缓冲区，如果下载一个文件，磁头的读写是非常的频繁，直接的结果是磁头寿命急剧减少，甚至将硬盘直接烧毁或者损坏

MemoryStream同样也是在内存中对流进行操作，和BufferedStream有什么区别呢？
    BufferedStream并不是将所有内容都存放到内存中，而MemoryStream则是。
    BufferedStream必须跟其他流如FileStream结合使用，而MemoryStream则不用

创建缓存区流
    BufferedStream(Stream [, Int32])：第二个参数时设置缓冲区大小，默认为4096字节
缓存区流的属性和方法参考Stream类

网络流，官方文档

NetworkStream类的命名空间为System.Net.Sockets，这和之前的流不同

NetworkStream是面向连接的，只能用在具有Tcp/IP协议之中，如果用在UDP中编译不报错，会报异常

NetworkStream必须借助Socket (也称之为流式socket)，或使用一些返回值，如TcpClient类的GetStream方法

可以把Socket理解Tcp/IP协议的抽象，并且能够实现Tcp/IP协议栈的工具，可以利用Socket实现客户端和服务端双向通信

举个例子，女友打电话给我，我可以选择连接，或者拒绝，如果我接了她的电话，我和她通过电话连接（Connect），那电话就是“Socket”，女友和我

都可以是客户端或服务端，只要点对点就行，我们的声音通过电话传递，但是具体传输内容不归Socket管辖范围

Socket的直接任务可以归纳为以下几点：

创建客户端或服务端
发送accept 信息给对方，表示两者已经建立连接，并且可以互相传递信息了(Send)
创建点对点的连接(Connect)
服务端或客户端监听是否有服务端或客户端传来的连接信息(Listening)
具体发送和接收什么信息内容不是Socket管辖的范围，但是必须是Socket进行发送和接收的动作

简单介绍下TcpClient,TcpListener,IPEndPoint类的作用

TcpClient：是微软基于Tcp封装类，用于简化Tcp客户端的开发，主要通过构造带入主机地址或者IPEndPonint对象，然后调用Connect进行和服务器点对点的连接，连接成功后通过GetStream方法返回NetworkStream对象

TcpListener：也是微软基于Tcp封装类，用于监听服务端或客户端的连接请求，一旦有连接请求信息，立刻交给TcpClient的AcceptTcpClient方法捕获，Start方法用于开始监听

IPEndPonint：处理IP地址和端口的封装类

IPAddress：提供包含计算机在 IP 网络上的地址的工具类

创建网络流

    NetworkStream(Socket)：为指定的Socket创建NetworkStream类的新实例
    NetworkStream(Socket, Boolean ownsSocket)：ownsSocket设置NetworkStream是否拥有该Socket所有权
    NetworkStream(Socket, FileAccess)：用指定的访问权限为指定的Socket创建NetworkStream类的新实例
    NetworkStream(Socket, FileAccess, Boolean ownsSocket)
    如果该NetworkStream拥有对Socket的所有权，则在使用NetworkStream的Close方法时会同时关闭Socket
    基于安全上的考虑NetworkStream不支持Posion属性和Seek方法

网络流的属性

CanSeek ：用于指示流是否支持查找，它的值始终为false
DataAvailable：判断NetworkStream上是否有可用的数据

网络流的方法

同样，NetworkStream的方法大致重写或继承了Stream的方法

Read(byte[] buffer,int offset,int size)：将数据读入buffer并返回成功读取的字节数
    如果没有可以读取的数据，则 Read 方法返回0
    Read操作将读取可用数据直至达到由size参数指定的字节数为止
    如果远程主机关闭了连接并且已接收到所有可用数据，Read方法将立即完成并返回零字节

Write(byte[] buffer, int offset,int size)
    方法将一直处于阻塞状态(可以用异步解决)，直到成功发送了自定字节数的数据为止