java高级之IO流 -2
java高级之IO流
IO流原理
- I/O是Input/Output的缩写,I/O技术用于处理设备之间的数据传输。如读/写文件,网络通讯等。
- 在Java程序中,我们使用“流(
stream
)” 的方式对数据进行输入/输出的操作。 - 在java.io包下提供了各种“流”类和接口,用以获取不同种类的数据,并通过标准的方法输入或输出数据。
- 在编写java程序时,站在程序的角度上来说:
- 输入(
input
):读取外部数据(磁盘、光盘等存储设备的数据)到程序(内存)中。 - 输出(
output
):将程序(内存)数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。
- 输入(
分类
流的分类
-
按操作数据单位不同分为:字节流(8 bit),字符流(16 bit)
-
按数据流的流向不同分为:输入流,输出流
-
按流的角色的不同分为:节点流,处理流
-
节点流和处理流
- 节点流:直接从数据源或目的地读写数据;
- 处理流:不直接连接到数据源或目的地,而是“连接”在已存在的流(节点流或处理流)之上,通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能(可以配合装饰者模式来理解处理流)。
I/O 类的分类
-
字节的操作:
InputStream
和OutPutStream
; -
字符的操作:
Writer
和Reader
; -
磁盘的操作:
File
; -
网络的操作:
Socket
。注意:Socket
类不在java.io
包中。操作类型 JAVA类 字节 InputStream
和OutPutStream
字符 Writer
和Reader
磁盘 File
网络 Socket
IO流的结构
- 在字节流的类中,抽象类
Inputstream
和OutputStream
定义了一些关于字节数据读写的基本操作。它们主要的实现类如下图:
分类 | 作用 |
---|---|
Inputstream 和 OutputStream |
抽象基类,定义了一些关于字节数据读写的基本操作 |
FileInputStream 和FileOutputStream |
对“文件”进行操作(写入/读出) |
ByteArrayInputStream 和ByteArrayOutputStream |
对“字节数组”进行操作(写入/读出) |
ObjectInputStream 和ObjectOutputStream |
用于“对象”与“流”之间的转换 |
FilterInputStream 和FilterOutputStream |
装饰类,增加额外功能,应用了装饰者模式 |
BufferedInputStream 和BufferedOutputStream |
为被装饰的类增加缓冲功能 |
DataInputStream 和DataOutputStream |
为被装饰的类增加写读指定数据类型的功能 |
LineNumberInputStream |
为被装饰的类增加获取行数的功能,现已被 LineNumberReader 替代 |
...... | ...... |
-
在字符流的类中,抽象类
Reader
和Writer
定义了一些关于字符数据读写的基本操作。常见的实现类有: -
InputStream
是一个字节流,即以byte
为单位读取,Reader
是一个字符流,即以char
为单位读取。
常用方法
InputStream 抽象类方法 | 作用 |
---|---|
int read() |
每次读取一个字节 |
int read(byte b[]) |
最多读取 b.length 长度的字节,并储存到数组 b 中,返回实际读取长度。 |
int read(byte b[], int off, int len) |
最多读取 len 个字节,从 off 开始保存。 |
OutputStream 抽象类方法 | 作用 |
void write(int b) | 写入方法 |
void write(byte b[]) | 写入一个字节数组 |
void write(byte b[], int off, int len) | 最多写入 len 个字节,从 off 开始保存。 |
...... | ...... |
IO流的练习
IO流的体系
-
在IO流体系中,
InputStream
和Reader
就是Java标准库提供的最基本的输入流,是所有输入流的超类。而OutputStream
和Writer
是Java标准库提供的最基本的输出流,是所有输出流的超类。
分类 | 字节输入流 | 字节输出流 | 字符输入流 | 字符输出流 |
---|---|---|---|---|
超类 | InputStream | OutputStream | Reader | Writer |
文件 | FileInputStream | FileOutputStream | FileReader | FileWriter |
缓冲流 | BufferedInputStream | BufferedOutputStream | BufferedReader | BufferedWriter |
转换流 | InputStreamReader | OutputStreamWriter | ||
对象流 | ObjectInputStream | ObjectOutputStream | ||
打印流 | PrintStream | PrintWriter | ||
...... |
访问文件
-
FileInputStream
从文件流中读取数据,FileOutputStream
将字节写入文件流;FileReader
可以打开文件并获取字符流Reader
,FileWriter
可以向文件中写入字符流的Writer
。 -
定义文件路径时,
windows
和DOS
系统默认使用\
来表示,在Java
字符串中需要用\\
表示一个\
、UNIX
和URL
使用/
来表示;也可以使用File
类提供的常量separator
。 -
写入文件时,构造器
FileOutputStream(file)
,将覆盖该目录的同名文件;构造器FileOutputStream(file,true)
不会覆盖,而是在文件内容末尾追加内容。 -
读取文件时,需要保证该文件已存在,否则报异常。
-
字节流操作字节,比如:
.mp3,.avi,.rmvb,mp4,.jpg,.doc,.ppt
。 -
字符流操作字符,只能操作普通文本文件。最常见的文本文件:
.txt,.java,.c,.cpp
等语言的源代码。尤其注意.doc,excel,ppt
这些不是文本文件。 -
FileInputStream
与FileOutputStream
//指定路径下文件的复制 public void copyFile(String srcPath, String destPath){ FileInputStream fis = null; FileOutputStream fos = null; try { File srcFile = new File(srcPath); File destFile = new File(destPath); fis = new FileInputStream(srcFile); fos = new FileOutputStream(destFile); //复制的过程 byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while((len = fis.read(buffer)) != -1){ //write(byte[] b)方法: 将b.length个字节从指定字节数组写入此文件输出流中 //write(byte[] b, int off, int len)方法:将指定字节数组中从偏移量off开始的len个字节写入此文件输出流 fos.write(buffer,0,len); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if(fos != null){ try { fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if(fis != null){ try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
-
FileReader
与FileWriter
@Test public void testFileReaderFileWriter() { FileReader fileReader = null; FileWriter fileWriter = null; try { //1.创建File类的对象,指明读入和写出的文件 File srcFile = new File("hello.txt"); File destFile = new File("hello2.txt"); fileReader = new FileReader(srcFile); fileWriter = new FileWriter(destFile); char[] chars = new char[5]; int len; while ((len = fileReader.read(chars)) != -1) { fileWriter.write(chars, 0, len); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (fileWriter != null) { try { fileWriter.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (fileReader != null) { try { fileReader.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
缓冲流
-
带缓冲功能的流类可以提高数据读写的速度,使用时,它会创建一个内部缓冲区数组,默认使用8192个字节(8Kb)的缓冲区。
private static int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 8192;
-
在读取数据时,数据按块读入缓冲区,之后的读操作则直接访问缓冲区。例如当使用
BufferedInputStream
读取字节文件时,BufferedInputStream
会一次性从文件中读取8192个(8Kb),存在缓冲区中,直到缓冲区装满了,才重新从文件中读取下一个8192个字节数组。 -
类似的向流中写入字节时,不会直接写到文件,先写到缓冲区中直到缓冲区写满,
BufferedOutputStream
才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用flush()
方法可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流。 -
关闭流的顺序和打开流的顺序相反。只要关闭最外层流即可,关闭最外层流也会相应关闭内层节点流。
-
flush()
方法的作用是手动将buffer
中内容写入文件。 -
如果是带缓冲区的流对象的
close()
方法,不但会关闭流,还会在关闭流之前刷新缓冲区,关闭后不能再写出。@Test public void BufferedStreamTest() { BufferedInputStream bis = null; BufferedOutputStream bos = null; try { //1.造文件 File srcFile = new File("风景.jpg"); File destFile = new File("风景1.jpg"); //2.造流 //2.1 造节点流 FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile)); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile); bis = new BufferedInputStream(fis); bos = new BufferedOutputStream(fos); //3.复制的细节:读取、写入 byte[] buffer = new byte[10]; int len; while ((len = bis.read(buffer))!=-1){ bos.write(buffer,0,len); bos.flush(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if(bos != null){ try { bos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if(bis!=null){ try { bis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
转换流
-
为了将字节流转换为字符流,
Java API
提供了转换流:InputStreamReader
用于将字节输入流转换为字符输入流,即将InputStream
转换为Reader
;OutputStreamWriter
用于将输出的字符流变为字节流,即将Writer
转换为OutputStream
。 -
InputStreamReader
从InputStream
中读入字节流(byte
),然后,根据编码设置,再转换为char
就可以实现字符流, -
OutputStreamWriter
基于OutputStream
构造的,它接收char
,然后在内部自动转换成一个或多个byte
,并写入OutputStream
。@Test public void test2() throws Exception { //1.造文件、造流 File file1 = new File("dbcp.txt"); File file2 = new File("dbcp_gbk.txt"); FileInputStream fis = new FileInputStream(file1); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"utf-8"); OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"gbk"); //2.读写过程 char[] cbuf = new char[20]; int len; while((len = isr.read(cbuf)) != -1){ osw.write(cbuf,0,len); } //3.关闭资源 isr.close(); osw.close(); }
打印流
-
IO体系中的打印流
PrintStream
和PrintWriter
提供了一系列重载的print()
和println()
方法,可以用于多种数据类型的输出。@Test public void test2(){ PrintStream ps = null; try { FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("print.txt")); ps = new PrintStream(fos, true); if (ps != null) { System.setOut(ps); } for (int i = 0; i <= 255; i++) { System.out.print((char) i); if (i % 50 == 0) { System.out.println(); } } } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (ps != null) { ps.close(); } } }
标准输入、输出流
-
System.in
和System.out
代表系统标准的输入和输出设备,键盘是默认输入设备,显示器是默认的输出设备。 -
System.in
的类型是InputStream
,System.out
的类型是PrintStream
。public static void main(String[] args) throws IOException { InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); while(true){ System.out.println("请输入相关的字符串:"); String data = br.readLine(); if("exit".equalsIgnoreCase(data)){ System.out.println("程序已经结束!!!"); break; } //转换为大写并输出 String upperCase = data.toUpperCase(); System.out.println(upperCase); } }
对象流
-
ObjectInputStream
和OjbectOutputSteam
。用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来。 -
序列化:用
ObjectOutputStream
类保存基本类型数据或对象的机制,把一个Java对象变为byte[]
数组,它可以把一个Java对象写入一个字节流。 -
反序列化:用
ObjectInputStream
类读取基本类型数据或对象的机制,它从一个字节流读取Java对象。 -
注意一个Java对象要能序列化,必须实现一个特殊的
java.io.Serializable
接口。 -
ObjectOutputStream
和ObjectInputStream
不能序列化static
和transient
修饰的成员变量//序列化过程:将内存中的java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去 使用ObjectOutputStream实现 @Test public void testObjectOutputStream() { ObjectOutputStream oos = null; try { oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat")); oos.writeObject(new String("北京市")); //刷新操作 oos.flush(); oos.writeObject(new Person("张三", 23)); oos.flush(); oos.writeObject(new Person("李四", 33, 1001, new Account(5000))); oos.flush(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (oos != null) { try { oos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } //反序列化:将磁盘文件中的对象还原为内存中的一个java对象 使用ObjectInputStream来实现 @Test public void test2() throws IOException { ObjectInputStream ois = null; try { ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat")); Object obj = ois.readObject(); String str = (String) obj; Person p = (Person) ois.readObject(); Person p1 = (Person) ois.readObject(); System.out.println(str); System.out.println(p); System.out.println(p1); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (ois != null) { ois.close(); } } }
随机存取文件流
-
RandomAccessFile
在IO流体系中是功能最丰富的文件内容访问类,声明在java.io
包下,但直接继承于java.lang.Object
类。并且实现了DataInput
、DataOutput
这两个接口,意味着既可以读取文件内容,也可以向文件输出数据。 -
RandomAccessFile
支持跳到文件任意位置读写数据,它包含一个记录指针,用以标识当前读写处的位置,当程序创建一个新的RandomAccessFile
对象时,该对象的文件记录指针对于文件头(也就是0处),当读写n个字节后,文件记录指针将会向后移动n个字节。除此之外,RandomAccessFile
可以自由移动该记录指针。 -
支持只访问文件的部分内容;可以向已存在的文件后追加内容。
-
操作文件记录的指针;指定mode参数,该参数指定RandomAccessFile的访问模式:
指针 作用 long getFilePointer()
获取文件记录指针的当前位置 void seek(long pos)
将文件记录指针定位到 pos 位置 mode参数 作用 R 只读方式打开指定文件。 RW 以读取、写入方式打开指定文件,文件不存在则创建。 RWD 打开以便读取和写入;同步文件内容的更新。 RWS 打开以便读取和写入;同步文件内容和元数据的更新 @Test public void test3() throws IOException { RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw"); raf1.seek(5); StringBuilder builder = new StringBuilder((int)new File("hello.txt").length()); byte[] bytes = new byte[20]; int len; while ((len = raf1.read(bytes)) != -1){ builder.append(new String(bytes,0,len)); } //将指针调到角标为5的位置 raf1.seek(5); raf1.write("zxcvb".getBytes()); raf1.write(builder.toString().getBytes()); raf1.close(); }
总结
- 本文先从IO流的简单原理说起:I/O技术用于处理设备之间的数据传输,过渡到IO流中常见的分类,使用图表对比了IO流中常见流的区别与功能,列举了常见的IO流方法,并对这些常用方法列举了简单的代码例子帮助理解。
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作者:潇~萧下
原文链接:https://www.cnblogs.com/manongxiao/p/14290796.html
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