Java IO流学习总结

Java流操作有关的类或接口：

Java流类图结构：

流的概念和作用

流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。 

 

IO流的分类

• 根据处理数据类型的不同分为：字符流和字节流
• 根据数据流向不同分为：输入流和输出流

 

字符流和字节流

字符流的由来： 因为数据编码的不同，而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时，去查了指定的码表。 字节流和字符流的区别：

• 读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位，字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。
• 处理对象不同：字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等），而字符流只能处理字符类型的数据。

结论：只要是处理纯文本数据，就优先考虑使用字符流。 除此之外都使用字节流。

 

输入流和输出流

对输入流只能进行读操作，对输出流只能进行写操作，程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。  

 

Java IO流对象

1.输入字节流InputStreamIO 中输入字节流的继承图可见上图，可以看出：

1. InputStream 是所有的输入字节流的父类，它是一个抽象类。
2. ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流，它们分别从Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据，与Piped 相关的知识后续单独介绍。
3. ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子类都是装饰流（装饰器模式的主角）。

 

2.输出字节流OutputStream

IO 中输出字节流的继承图可见上图，可以看出：

1. OutputStream 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类。
2. ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是两种基本的介质流，它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据，
3. ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子类都是装饰流。

 

3.字节流的输入与输出的对应

图中蓝色的为主要的对应部分，红色的部分就是不对应部分。紫色的虚线部分代表这些流一般要搭配使用。从上面的图中可以看出Java IO 中的字节流是极其对称的。“存在及合理”我们看看这些字节流中不太对称的几个类吧！

1. LineNumberInputStream 主要完成从流中读取数据时，会得到相应的行号，至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的，并不是在原始中有这样一个行号。在输出部分没有对应的部 分，我们完全可以自己建立一个LineNumberOutputStream，在最初写入时会有一个基准的行号，以后每次遇到换行时会在下一行添加一个行 号，看起来也是可以的。好像更不入流了。
2. PushbackInputStream 的功能是查看最后一个字节，不满意就放入缓冲区。主要用在编译器的语法、词法分析部分。输出部分的BufferedOutputStream 几乎实现相近的功能。
3. StringBufferInputStream 已经被Deprecated，本身就不应该出现在InputStream 部分，主要因为String 应该属于字符流的范围。已经被废弃了，当然输出部分也没有必要需要它了！还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。
4. SequenceInputStream 可以认为是一个工具类，将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。完全可以从IO 包中去除，还完全不影响IO 包的结构，却让其更“纯洁”――纯洁的Decorator 模式。
5. PrintStream 也可以认为是一个辅助工具。主要可以向其他输出流，或者FileInputStream 写入数据，本身内部实现还是带缓冲的。本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。一样可以踢出IO 包！System.out 和System.out 就是PrintStream 的实例！

 

4.字符输入流Reader

在上面的继承关系图中可以看出：

1. Reader 是所有的输入字符流的父类，它是一个抽象类。
2. CharReader、StringReader 是两种基本的介质流，它们分别将Char 数组、String中读取数据。PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据。
3. BufferedReader 很明显就是一个装饰器，它和其子类负责装饰其它Reader 对象。
4. FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类，其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰，会增加一个行号。
5. InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁，它将字节流转变为字符流。FileReader 可以说是一个达到此功能、常用的工具类，在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。后面会有Reader 与InputStream 的对应关系。

 

5.字符输出流Writer

在上面的关系图中可以看出：

1. Writer 是所有的输出字符流的父类，它是一个抽象类。
2. CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流，它们分别向Char 数组、String 中写入数据。PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据，
3. BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能。
4. PrintWriter 和PrintStream 极其类似，功能和使用也非常相似。
5. OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁，它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类（具体可以研究一SourceCode）。功能和使用和OutputStream 极其类似，后面会有它们的对应图。

 

6.字符流的输入与输出的对应

7.字符流与字节流转换

转换流的特点：

1. 其是字符流和字节流之间的桥梁
2. 可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符
3. 可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节

何时使用转换流？

1. 当字节和字符之间有转换动作时；
2. 流操作的数据需要编码或解码时。

具体的对象体现：

1. InputStreamReader:字节到字符的桥梁
2. OutputStreamWriter:字符到字节的桥梁

这两个流对象是字符体系中的成员，它们有转换作用，本身又是字符流，所以在构造的时候需要传入字节流对象进来。

 

8.File类

File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象，可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息，包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名，判断指定文件是否存在、获得当前目录 中的文件列表，创建、删除文件和目录等方法。  

9.RandomAccessFile类

该对象并不是流体系中的一员，其封装了字节流，同时还封装了一个缓冲区（字符数组），通过内部的指针来操作字符数组中的数据。 该对象特点：

1. 该对象只能操作文件，所以构造函数接收两种类型的参数：a.字符串文件路径；b.File对象。
2. 该对象既可以对文件进行读操作，也能进行写操作，在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)

注意：该对象在实例化时，如果要操作的文件不存在，会自动创建；如果文件存在，写数据未指定位置，会从头开始写，即覆盖原有的内容。 可以用于多线程下载或多个线程同时写数据到文件。

java笔记七：IO流之字节流与字节缓冲流

　　在I/O类库中，java.io.InputStream和java.io.OutputStream分别表示字节输入流和字节输出流，它们都是抽象类，不能实例化，数据流中的最小单位是字节，所以叫做字节流。

　　

一、InputStream中的读取数据的方法如下：

　　1 、int read()

　　功能：读取一个字节的数据，并且返回读到得数据，如果返回-1，则表示读到输入流的末尾。

　　2、int read(byte[] b)

　　功能：从输入流中读取一定量的字节，并将其存储在字节数组b中，返回实际读取的字节数，如果返回-1，则表示读到输入流的末尾。

　　3、int read(byte[] b, int off, int len)

　　功能：将数据读入一个字节数组，同时返回读取的实际字节数，如果返回-1，则表示读到输入流的末尾。off指定在数组b中存放数据的起始偏移位置，len指定读取的最大字节数。

　　4、available()

　　功能：返回此输入流下一个方法调用可以不受阻塞地从此输入流读取或跳过的估计字节数。

　　5、close()

　　功能：关闭输入流，释放这个流的相关资源。

二、OutputStream中写入数据的方法如下：

　　1 、int write(int b)

　　功能：将b的最低的一个字节写入此输入流，其他三个字节丢弃。

　　2、int write(byte[] b)

　　功能：将指定的字节数组b写入此输入流。

　　3、int write(byte[] b, int off, int len)

　　功能：将指定byte数组中从偏移量off开始的len个字节写入输入流。

　　4、flush()

　　功能：刷新此输入流并强制写出所有缓冲的输出字节数。

　　5、close()

　　功能：关闭输出流，释放这个流的相关资源。

①字节数组输入流：

 1 package com.iotest;
 2 
 3 import java.io.ByteArrayInputStream;
 4 import java.io.IOException;
 5 public class ByteArryInputStreamDemo {
 6     public static void main(String[] args) throws IOException {
 7         String str = "abcdefghijk";
 8         byte[] strBuf = str.getBytes();  //字符串转换成字节数组
 9         ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(strBuf);
10         int data = bais.read();          //从字节数组输入流读取字节
11         while(data!=-1){
12             char upper = Character.toUpperCase((char)data);
13             System.out.print(upper+" ");
14             data = bais.read();
15         }
16         bais.close();
17     }
18 }

程序运行结果：A B C D E F G H I J K

②字节数组输出流：

 1 package com.iotest;
 2 
 3 import java.io.ByteArrayOutputStream;
 4 import java.io.IOException;
 5 
 6 public class ByteArrayOutputStreamDemo {
 7     public static void main(String[] args) throws IOException {
 8         ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
 9         String s = "welcome to use ByteArrayOutputStreamDemo";
10         byte[] buf = s.getBytes();  
11         baos.write(buf); //将指定的byte数组写到字节数组输出流中
12         System.out.println(baos.toString());  //将字节数组输出流内容转换成字符串输出
13         //将字节数组输出流中的内容复制到字节数组中
14         byte[] b = baos.toByteArray();
15         for (int i = 0; i < b.length; i++) {
16             System.out.print((char)b[i]);
17         }
18         baos.close();
19     }
20 }

程序运行结果：
welcome to use ByteArrayOutputStreamDemo
welcome to use ByteArrayOutputStreamDemo

③文件输入输出流的使用

 1 package com.iotest;
 2 
 3 import java.io.File;
 4 import java.io.FileInputStream;
 5 import java.io.FileNotFoundException;
 6 import java.io.FileOutputStream;
 7 import java.io.IOException;
 8 //复制图片
 9 public class FileInputStreamDemo {
10     public static void main(String[] args) throws IOException {
11         File file = new File("F:\shar\test\logo17.gif");
12         FileInputStream fis = new FileInputStream(file); //创建一个输入流
13         //创建一个输出流，后面一个参数true表示追加，原有内容不会被清除,默认为false
14         FileOutputStream fos = new FileOutputStream("F:\shar\test\logo18.gif",false);
15         int ch = 0;
16         //方式一
17         /*while((ch=fis.read()) != -1){
18             fos.write(ch);
19         }*/
20         //方式二
21         /*byte[] b = new byte[1024];
22         while((ch=fis.read(b)) != -1){
23             fos.write(b,0,ch);
24         }*/
25         //方式三
26         byte[] b = new byte[fis.available()];
27         fis.read(b); //首先把fis的内容读到字节数组b里面
28         fos.write(b);//再把字节数组b的内容通过输出流写到指定文件
29         //关闭流
30         fos.close();
31         fis.close();
32     }
33 
34 }

④管道流的使用：
　　一个PipedInputStream对象必须和一个PipedOutputStream对象进行连接从而产生一个通 信管道。通常一个线程从管道输出流写入数据，另一个线程从管道输入流中读取数据。当线程A执行管道输入流的read()方法时，如果暂时没有数据，这个线 程就会被阻塞，只有当线程B想管道输出流写了数据后，线程A才会恢复运行。

package com.iotest;

import java.io.IOException;
import java.io.PipedInputStream;
import java.io.PipedOutputStream;
/*
 * 管道流
 */
class Sender extends Thread{
    private PipedOutputStream out = new PipedOutputStream();
    public PipedOutputStream getOut() {
        return out;
    }
    @Override
    public void run() {

        String s = "hello world";
        try {
            out.write(s.getBytes());
            out.close();
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
    }
}
public class Receiver extends Thread{
    private PipedInputStream in;
    public Receiver(Sender sender) throws IOException {
        in = new PipedInputStream(sender.getOut());
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            int data;
            while((data=in.read())!=-1){
                System.out.print((char)data);
            }
            in.close();
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Sender sender = new Sender();
        Receiver r = new Receiver(sender);
        sender.start();
        r.start();
    }

}

⑤缓冲流的使用：

 1 package com.iotest;
 2 
 3 import java.io.BufferedInputStream;
 4 import java.io.BufferedOutputStream;
 5 import java.io.FileInputStream;
 6 import java.io.FileNotFoundException;
 7 import java.io.FileOutputStream;
 8 import java.io.IOException;
 9 
10 public class TestPrime {
11     private BufferedInputStream bis = null;
12     private BufferedOutputStream bos = null;
13     String fileName = "F:\shar\test\test2.txt";
14     static int s,p;
15     //判断是否是质数
16     public boolean isPrime(int n){
17         for(int i=2;i<=n/2;i++){
18             if(n%i == 0){
19                 return false;
20             }
21         }
22         return true;
23     }
24     void printPrime(int m) throws IOException{
25         //将字节流转缓冲流
26         bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(fileName));
27         int j = 0;
28         for (int i = 2; i < m; i++) {
29             if(isPrime(i)){
30                 j++;
31                 if(j%s == 0){
32                     String s = String.valueOf(i)+" ";
33                     bos.write(s.getBytes());
34                     bos.write("
".getBytes());
35                 }else{
36                     String s = String.valueOf(i)+" ";
37                     bos.write(s.getBytes());
38                 }
39             }
40         }
41         bos.flush();
42         bos.close();
43     }
44     void getPrime() throws IOException{
45         //将字节流转缓冲流
46         bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(fileName));
47         int c = bis.read();
48         while(c != -1){
49             char ch = (char)c;
50             System.out.print(ch);
51             c = bis.read();
52         }
53     }
54     /**
55      * @param args
56      * @throws IOException 
57      */
58     public static void main(String[] args) throws IOException {
59         TestPrime t = new TestPrime();
60         p = 100;
61         s = 10;
62         t.printPrime(p);
63         t.getPrime();
64     }
65 
66 }

如果不用缓冲流的话，程序是读一个数据，写一个数据。这样在数据量大的程序中非常影响效率。 缓冲流作用是把数据先写入缓冲区，等缓冲区满了，再把数据写到文件里。这样效率就大大提高了。

我喜欢，驾驭着代码在风驰电掣中创造完美！我喜欢，操纵着代码在随必所欲中体验生活！我喜欢，书写着代码在时代浪潮中完成经典！每一段新的代码在我手中诞生对我来说就象观看刹那花开的感动！

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