第10章 I/O和数据存储

计算机擅长计算，该含义比看起来深奥。如果只需坐在计算机前，并在需要时使用CPU周期和引用RAM，生活就太轻松了。

然而，只独自思考的计算机没多大用途，用户迟早需要输入信息并让计算机输出信息，这使生活变得复杂起来。

几个因素导致I/O非常复杂。首先，输入和输出是两码事，但被视为一个整体。其次，I/O操作（及其用法）变化多端，就像昆虫物种一样。

历史上使用过各种设备，如圆桶、纸带、磁带、打孔卡和电传打字机等。有些是机械设备，其他的是电磁设备；有些是只读的，有些是只写或可读写的；有些可写介质是可擦除的，其他的则不能。有些设备是顺序存取的，有些是随机存取的；有些介质是永久性的，其他的是暂时或易失的；有些设备需要人工干预，其他的不需要；有些是面向字符的，其他的是面向块的；有些块设备是长度固定的，其他的则是长度可变的；有些设备被轮询，其他的是中断驱动的。中断可通过硬件、软件或两者来实现。有缓冲I/O和非缓冲I/O。有内存映射的I/O和面向通道的I/O，而随着UNIX等操作系统的出现，I/O设备被映射到文件系统中的文件。可用机器语言、汇编语言或高级语言处理I/O。有些语言提供了I/O功能，而有些语言的规范根本没有涉及I/O。执行I/O操作时，可使用设备驱动程序和抽像层，也可以不使用。

如果这些显得混乱，那是因为它们原本就如此。这种复杂性部分源于输入/输出概念固有的特征，部分源于设计时做出的权衡，部分源于计算机科学的传统和惯例及各种语言和操作系统的独特性。

由于I/O通常很复杂，因此Ruby中的I/O也很复杂，但本章将尽量使其容易理解，并概述各种技术的用法以及在什么情况下使用它们。

IO类是所有Ruby I/O的核心，它定义了每种输入/输出操作的行为。和IO密切相关（并继承它）的是File类，File内嵌了一个Stat类，后者封装了程序员可能需要查看的有关文件的各种细节（如权限和时间戳）。方法stat和lstat返回类型为File::Stat的对象。
模块FileTest也提供了可用于检测这些属性的方法，该模块被混合插入到File类中，它也可独立使用。
最后，Kernel模块也有I/O方法，该模块被混合插入到Object（它是包括类在内的所有对象的祖先）中。程序员总是可使用这些简单的I/O例程，而不用考虑它们的接受方是谁。这些方法默认使用标准输入和标准输出。

初学者可能发现这些类很乱，它们的功能重叠。好消息是，通常只需使用该框架的一小部分。

在更高层次上，Ruby提供了持久化对象的特性。使用Marshal可执行简单的对象序列化，更复杂的PStore库是基于Marshal的，将在同一节中介绍它们和DBM库，虽然DBM库是基于字符串的。

在最高层次上，可通过独立的数据库管理系统（如MySQL和Oracle）来访问数据。这个主题很复杂，足够编写一本或多本专著。本章只概述让程序员入门的知识，在有些情况下，作者将提供在线文档链接。

10.1  处理文件和目录

文件通常指的是磁盘文件，虽然并非总是如此。和其他编程语言中一样，Ruby中的文件概念是一种有意义的抽像，目录指的是Windows或UNIX系统中的目录。

File类同其父类IO紧密相关，Dir类和IO类的关系不那么紧密，但作者将文件和目录放在一起讨论，因为它们在概念上还是相关的。