Java 中的 ImageIO 类是 Java 标准库中用于处理图像的一个非常常用的 API，它提供了读取和写入多种常见图像格式的功能，如 JPEG、PNG、BMP、GIF 等。开发者可以通过 ImageIO 类轻松地读取和写入图像，而无需考虑底层的细节。本文将全面详细地介绍 Java 中的 ImageIO 类的使用方法。

ImageIO 是 Java 标准库提供的一个类，它提供了读取和写入多种常见图像格式的功能。开发者可以使用 ImageIO 类快速、便捷地读取和写入图像，而无需关心底层的细节。

ImageIO 支持的图像格式非常广泛，包括 JPEG、PNG、BMP、GIF 等常见格式，同时也支持 TIFF、ICO、WBMP、JPEG 2000 等更加少见的格式。这使得开发者可以方便地读取和写入多种不同格式的图像。

ImageIO 还支持灵活的、可配置的图片格式转换。例如，可以将一张 JPEG 格式的图像读取到内存中，然后将其保存为 PNG 格式的图像。此外，ImageIO 还支持高级的图像处理操作，如裁剪、旋转、缩放、反转、镜像等。

ImageIO 是 Java 标准库中的一个类，因此不需要额外的库或安装，可以直接在 Java 应用程序中使用。它支持 Java SE 6 及以上版本，并且可以运行在所有常见的操作系统上。

使用 ImageIO 类读取和写入图像的基本流程如下：

例如，读取一张 JPEG 格式的图片，代码如下：

上述代码通过 FileInputStream 打开文件输入流，然后通过 ImageIO.read() 方法读取图像数据，最后对图像进行了处理操作。

下面我们将详细介绍 ImageIO 类的各个方面，包括读取、写入、压缩、格式转换以及高级操作等。

ImageIO 的 read() 方法是最常见的读取图像的方式，它有多个重载形式，可以用来读取 File、InputStream、URL 和 ImageInputStream 等多种类型的输入流。此外，ImageIO 还支持从 byte 数组读取或者从任意 SeekableStream 中读取文件。

例如，通过 ImageIO 的 read() 方法从本地文件读取一张图片：

read() 方法返回了一个 BufferedImage 对象，开发者可以对这个对象进行各种操作，如裁剪、旋转、缩放等。注意：当读取的图像不是 RGB 格式时，返回的 BufferedImage 对象可能为 null。

有些场景下，开发者需要将图片数据保存在内存中，然后再进行处理。ImageIO 的 read() 方法提供了一个重载形式，可以将图像数据读取到 byte 数组中，示例代码如下：

在上述代码中，首先使用 ImageIO.read() 方法将图片读取到内存中，并得到了一个 BufferedImage 对象。然后，使用 ImageIO.write() 方法将 BufferedImage 对象写入到 ByteArrayOutputStream 中，最终得到了字节数组形式的图像数据。

ImageIO 的 read() 方法可以自动识别常见的图像格式，但有时候需要指定特定的格式。通过 ImageIO 的 getReaderFormatNames() 方法可以查看支持的格式列表，示例代码如下：

如果要指定读取的格式，可以使用 ImageIO 的 getImageReadersByFormatName() 方法指定，例如：

在上述代码中，getImageReadersByFormatName() 方法传入的参数是指定的图像格式名，然后通过 Iterator 获取到 ImageReader 对象，再使用 ImageIO.createImageInputStream() 方法创建 ImageInputStream 对象，并通过 setInput() 方法设置输入源。最后通过 reader.read() 方法读取图像。

ImageIO 的 write() 方法是写入图像的主要方法，它可以将 BufferedImage 对象写入到文件或者输出流中。除此之外，ImageIO 还提供了其他的方法来指定写出的格式和压缩质量等参数。

下面是一个将 BufferedImage 写入 PNG 格式的简单示例：

在上述代码中，使用 ImageIO.write() 方法将 BufferedImage 对象写入到本地文件 output.png 中。

与读取图像类似，ImageIO 的 write() 方法默认会根据扩展名或者其他信息自动识别输出的图片格式。但是有些场景下需要手动指定输出的图像格式，可通过如下方式进行设置：

在上述代码中，getImageWritersByFormatName() 方法传入指定的图像格式名，然后通过 ImageWriter 对象设置 ImageOutputStream，最后通过 write() 方法写入图像。

在写入图像时，ImageIO 还可以控制输出的压缩质量，从而控制输出图像文件的大小。不过需要注意的是，并非所有的图像格式都支持压缩。目前只有 JPEG 和 PNG 格式支持压缩功能。

下面是一个将 BufferedImage 写入 JPG 格式并指定压缩质量的示例：

在上述代码中，首先从 ImageIO 中获取 JPEG 格式的 ImageWriter 对象，然后设置输出流和压缩参数。其中，setCompressionQuality() 方法用于设置压缩质量，值范围为 0.0~1.0，其中 1.0 表示不压缩，0.0 表示最大压缩。

如果需要将 BufferedImage 对象写入到指定的文件目录下，可以使用 ImageIO 的 write() 方法进行操作。下面是一个将 BufferedImage 写入本地文件的示例：

需要注意的是，write() 方法不支持压缩参数设置，如果需要控制输出文件大小，需要使用上述的 ImageWriter 方式。

在实际开发中，经常需要将图像从一种格式转换成另一种格式。ImageIO 提供的格式转换功能非常灵活，可以通过如下代码片段实现：

在上述代码中，首先使用 ImageIO.read() 方法读取 JPEG 格式的图像，然后通过 getImageWritersByFormatName() 方法获取 PNG 格式的 ImageWriter 对象。接着创建 ImageOutputStream 对象，并写入转换后的 PNG 格式图像。

需要注意的是，有些格式转换可能会导致图像信息的丢失，例如将 24-bit 的 RGB 图像转换成 8-bit 的 GIF 图像，会导致颜色数量减少，从而造成图像质量下降。

除了基本的格式读取、写入和转换外，ImageIO 还提供了一些高级的图像处理操作，如裁剪、旋转、缩放、反转、镜像等。下面简单介绍一下这些操作。

通过 ImageIO.read() 方法读取的 BufferedImage 对象支持裁剪功能。可以通过调用 getSubimage() 方法获取指定区域的子图像。例如：

上述代码从 (10,10) 开始，截取 100x100 的矩形区域作为 destImage 对象，并对其进行操作。

ImageIO 也支持对图像进行旋转操作。可以通过 AffineTransform 类来实现图像的旋转变换。

在上述代码中，radian 变量表示旋转的角度，AffineTransform 类用于创建旋转变换，AffineTransformOp 类用于将变换应用到图像上。

缩放图像同样是 ImageIO 的高级操作之一。可以通过 AffineTransform 类来实现图像的缩放变换。

在上述代码中，通过 AffineTransform 的 scale() 方法设置缩放比例，AffineTransformOp 类用于将变换应用到图像上。

对于需要水平或垂直翻转的图像，ImageIO 提供了如下方式实现：

对于需要镜像的图像，ImageIO 提供了如下方式实现：

在上述代码中，水平镜像通过将 x 轴翻转并沿 y 轴平移一段距离实现，垂直镜像通过将 y 轴翻转并沿 x 轴平移一段距离实现。

同时进行多个图像变换时，可以通过 AffineTransform 中的 concatenate() 方法，将多个变换组合到一起进行处理。例如：

在上述代码中，首先创建两个不同的 AffineTransform 对象，一个用于缩放，一个用于平移，然后将其组合在一起。注意，组合时要先进行平移变换，再进行缩放变换，否则会产生错误的结果。

在使用 ImageIO 时，需要注意以下几点：