Java IO

一、IO流类图结构

二、字节流

　　1、输入字节流 InputStream

• OutputStream 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类。
• 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
• 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

• OutputStream 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类。
• 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。
• ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子类都是装饰流。

三、常用节点流

　　节点流：直接与数据源相连，读入或读出。   

• 父　类 ：InputStream 、OutputStream、 Reader、 Writer
• 文　件 ：FileInputStream 、 FileOutputStrean 、FileReader 、FileWriter 文件进行处理的节点流
• 数　组 ：ByteArrayInputStream、 ByteArrayOutputStream、 CharArrayReader 、CharArrayWriter 对数组进行处理的节点流（对应的不再是文件，而是内存中的一个数组）
• 字符串 ：StringReader、 StringWriter 对字符串进行处理的节点流
• 管　道 ：PipedInputStream 、PipedOutputStream 、PipedReader 、PipedWriter 对管道进行处理的节点

四、常用的处理流

　　处理流：处理流和节点流一块使用，在节点流的基础上，再套接一层，套接在节点流上的就是处理流。如BufferedReader.处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接。

• 缓冲流：BufferedInputStrean 、BufferedOutputStream、 BufferedReader、 BufferedWriter 增加缓冲功能，避免频繁读写硬盘。
• 转换流：InputStreamReader 、OutputStreamReader实现字节流和字符流之间的转换。
• 数据流： DataInputStream 、DataOutputStream 等-提供将基础数据类型写入到文件中，或者读取出来。

五、字节流常用方法说明及举例

　　1、FileInputStream / FileOutputStream

　　　　（1）构造方法　

FileInputStream 
　　　　public FileInputStream(File file)        //通过打开一个到实际文件的连接来创建一个 FileInputStream，该文件通过文件系统中的 File 对象 file 指定。 
　　　　public FileInputStream(String name)  //通过打开一个到实际文件的连接来创建一个 FileInputStream，该文件通过文件系统中的路径名 name 指定。
FileOutputStream
　　　　public FileOutputStream(File file) //通过打开一个到实际文件的连接来创建一个 FileInputStream，该文件通过文件系统中的 File 对象 file 指定。
　　　　public FileOutputStream(String name) //通过打开一个到实际文件的连接来创建一个 FileInputStream，该文件通过文件系统中的路径名 name 指定。

 　　　　(2)常用方法　　　　　　

FileInputStream
    public abstract int read() throws IOException: //一次读取一个字节; 返回：下一个数据字节；如果已到达文件末尾，则返回 -1。
    public int read(byte[] b) throws IOException:  //一次读取一个字节数组 (读取实际的字节数)     指定字节数组的长度是:1024或者1024的倍数  ;返回：读入缓冲区的字节总数，如果因为已经到达文件末尾而没有更多的数据，则返回 -1。
    public void close() throws IOException //关闭此文件输入流并释放与此流有关的所有系统资源。
FileInputStream
    public void write(int b) throws IOException: 　　　　　　//一次写一个字节     b- 要写入的字节。
    public int write(byte[] b) throws IOException:     　　//一次写一个字节数组
    public void close() throws IOException //关闭此文件输入流并释放与此流有关的所有系统资源。

 　　　　(3)  举例

public class FileInputStreamDemo {
    public void demo() throws Exception{
        FileInputStream fis  = new FileInputStream("fis.txt") ;
        int by = 0 ;
        while((by=fis.read())!=-1) {
            System.out.print((char)by);
        }        
        fis.close();       
    }
}

public static void main(String[] args) throws Exception {
 
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt") ; //FileNotFoundException
        // 使用流对象给文件中写入数据
        fos.write("hello".getBytes());        
        //关闭资源
        /**
         * 1)将文件和流对象不建立关系了 (fos对象不指向fos.txt)
         * 2)及时释放掉流对象所占用的内存空间
         */
        fos.close();
        /**
         * 如果关闭流对象了,那么就不能对流对象进行操作了
         */
        
    }
}

//使用FileInputStream和FileOutputStream实现文件的复制
import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; /**
 * 使用文件输入流和文件输出流实现文件的复制
 * @author Administrator
 *
 */ public class SummaryFISAndFOS { public static void main(String[] args){ /**
         * 1.先将文件中的内容读入到输入流中
         * 2.将输入流中的数据通过输出流写入到目标文件中
         * 3.关闭输入流和输出流
         */ try { 
　　　　　　　long begin=System.currentTimeMillis(); //从输入流中读取数据 
　　　　　　　FileInputStream fis=new FileInputStream("FOSDemo.txt"); //向输出流中写入数据 
　　　　　　　FileOutputStream fos=new FileOutputStream("FISAndFOSDest.txt"); //先定义一个字节缓冲区，减少I/O次数，提高读写效率 
　　　　　　　byte[] buffer=new byte[10240]; 
　　　　　　　int size=0; 
　　　　　　　while((size=fis.read(buffer))!=-1){ f
　　　　　　　　os.write(buffer, 0, size);
 　　　　　　  } 
　　　　　　　　fis.close(); 
　　　　　　　　fos.close(); 
　　　　　　　　long end=System.currentTimeMillis(); 
　　　　　　　　System.out.println("使用文件输入流和文件输出流实现文件的复制完毕！耗时："+(end-begin)+"毫秒"); 
　　　　　　　} catch (Exception e) {
　　　　　　　　　　 e.printStackTrace(); 
　　　　　　　 } //解决JNI问题(Java Native Interface)
　　　　　　　　　　 System.exit(0); 
　　　　　　　　} 
　　}

 　　2、FilterInputStream/FilterOutputStream (装饰模式、过滤字节流)                        装饰模式说明链接：https://www.cnblogs.com/xinye/p/3910149.html

　　　　　　　　FilterInputStream    构造方法：　　protected FilterInputStream(InputStream in)　　　　　　

　　　　　1)、  FilterInputStream  <---------  BufferedInputStream   缓冲流　　　　

　　　　　　　FilterOutputStream  <--------- BufferedOutputStream

　　　　　　　　（1） 构造方法　　　

BufferedInputStream  
　　public BufferedInputStream(InputStream in)
　　public BufferedInputStream(InputStream in, int size)   //指定大小缓冲流

BufferedOutputStream
　　public  BufferedOutputStream(OutputStream out)
   public  BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)
　　

 　　　　　　　　（2）常用方法

BufferedInputStream  
　　public void close() throws IOException 
　　public synchronized int read(byte b[], int off, int len) throws IOException
　　public synchronized int read() throws IOException
　　public synchronized int  available() throws IOException  //判断是否可以读取下个字节

BufferedOutputStream
　　public synchronized void write(int b) throws IOException
　　public synchronized void write(byte b[], int off, int len) throws IOException
　　public synchronized void flush() throws IOException

 　　　　　　　　（3）举例

/**
 * BufferedInputStream 测试程序
 *
 * @author skywang
 */
public class BufferedInputStreamTest {
    private static final int LEN = 5;
    public static void main(String[] args) {
        testBufferedInputStream() ;
    }
    /**
     * BufferedInputStream的API测试函数
     */
    private static void testBufferedInputStream() {
        // 创建BufferedInputStream字节流，内容是ArrayLetters数组
        try {
            File file = new File("bufferedinputstream.txt");
            InputStream in =new BufferedInputStream(new FileInputStream(file), 512);
            // 从字节流中读取5个字节。“abcde”，a对应0x61，b对应0x62，依次类推...
            for (int i=0; i<LEN; i++) {
                // 若能继续读取下一个字节，则读取下一个字节
                if (in.available() >= 0) {
                    // 读取“字节流的下一个字节”
                    int tmp = in.read();
                    System.out.printf("%d : 0x%s
", i, Integer.toHexString(tmp));
                }
            }
            // 若“该字节流”不支持标记功能，则直接退出
            if (!in.markSupported()) {
                System.out.println("make not supported!");
                return ;
            }            
            // 标记“当前索引位置”，即标记第6个位置的元素--“f”
            // 1024对应marklimit
            in.mark(1024);
            // 跳过22个字节。
            in.skip(22);
            // 读取5个字节
            byte[] buf = new byte[LEN];
            in.read(buf, 0, LEN);
            // 将buf转换为String字符串。
            String str1 = new String(buf);
            System.out.printf("str1=%s
", str1);
            // 重置“输入流的索引”为mark()所标记的位置，即重置到“f”处。
            in.reset();
            // 从“重置后的字节流”中读取5个字节到buf中。即读取“fghij”
            in.read(buf, 0, LEN);
            // 将buf转换为String字符串。
            String str2 = new String(buf);
            System.out.printf("str2=%s
", str2);
            in.close();
       } catch (FileNotFoundException e) {
           e.printStackTrace();
       } catch (SecurityException e) {
           e.printStackTrace();
       } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}


/**
 * BufferedOutputStream 测试程序
 *
 * @author skywang
 */
public class BufferedOutputStreamTest {
    private static final int LEN = 5;
    // 对应英文字母“abcddefghijklmnopqrsttuvwxyz”
    private static final byte[] ArrayLetters = {
        0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67, 0x68, 0x69, 0x6A, 0x6B, 0x6C, 0x6D, 0x6E, 0x6F,
        0x70, 0x71, 0x72, 0x73, 0x74, 0x75, 0x76, 0x77, 0x78, 0x79, 0x7A
    };

    public static void main(String[] args) {
        testBufferedOutputStream() ;
    }
    /**
     * BufferedOutputStream的API测试函数
     */
    private static void testBufferedOutputStream() {
        // 创建“文件输出流”对应的BufferedOutputStream
        // 它对应缓冲区的大小是16，即缓冲区的数据>=16时，会自动将缓冲区的内容写入到输出流。
        try {
            File file = new File("out.txt");
            OutputStream out =new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(file), 16);
            // 将ArrayLetters数组的前10个字节写入到输出流中
            out.write(ArrayLetters, 0, 10);
            // 将“换行符
”写入到输出流中
            out.write('
');

            // TODO!
            //out.flush();
            readUserInput() ;
            out.close();
       } catch (FileNotFoundException e) {
           e.printStackTrace();
       } catch (SecurityException e) {
           e.printStackTrace();
       } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
    /**
     * 读取用户输入
     */
    private static void readUserInput() {
        System.out.println("please input a text:");
        Scanner reader=new Scanner(System.in);
        // 等待一个输入
        String str = reader.next();
        System.out.printf("the input is : %s
", str);
    }
}

   　　　　2)FilterInputStream  <---------  PrintStream 输出打印流

　　　　　　　1、构造方法

PrintStream(OutputStream out)
PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush) //将“输出流out”作为PrintStream的输出流，自动flush，采用charsetName字符集。
PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush, String charsetName) //创建file对应的FileOutputStream，然后将该FileOutputStream作为PrintStream的输出流，不自动flush，采用默认字符集。
PrintStream(File file) //创建file对应的FileOutputStream，然后将该FileOutputStream作为PrintStream的输出流，不自动flush，采用charsetName字符集
PrintStream(File file, String charsetName //创建fileName对应的FileOutputStream，然后将该FileOutputStream作为PrintStream的输出流，不自动flush，采用默认字符集。
PrintStream(String fileName) //创建fileName对应的FileOutputStream，然后将该FileOutputStream作为PrintStream的输出流，不自动flush，采用charsetName字符集
PrintStream(String fileName, String charsetName)

 　　　　　　　2、常用方法

public void   println(<T>)
PrintStream     append(char c)
// 将“字符序列从start(包括)到end(不包括)的全部字符”追加到“PrintStream输出流中”
PrintStream     append(CharSequence charSequence, int start, int end)
// 将“字符序列的全部字符”追加到“PrintStream输出流中”
PrintStream     append(CharSequence charSequence)
// flush“PrintStream输出流缓冲中的数据”，并检查错误
boolean     checkError()
// 关闭“PrintStream输出流”
synchronized void     close()
// flush“PrintStream输出流缓冲中的数据”。
// 例如，PrintStream装饰的是FileOutputStream，则调用flush时会将数据写入到文件中
synchronized void     flush()
// 根据“Locale值(区域属性)”来格式化数据
PrintStream     format(Locale l, String format, Object... args)
// 根据“默认的Locale值(区域属性)”来格式化数据
PrintStream     format(String format, Object... args)

　　　　　　3、举例

/**
 * PrintStream 的示例程序
 *
 * @author skywang
 */
public class PrintStreamTest {

    public static void main(String[] args) {

        // 下面3个函数的作用都是一样：都是将字母“abcde”写入到文件“file.txt”中。
        // 任选一个执行即可！
        testPrintStreamConstrutor1() ;
        //testPrintStreamConstrutor2() ;
        //testPrintStreamConstrutor3() ;

        // 测试write(), print(), println(), printf()等接口。
        testPrintStreamAPIS() ;
    }
    /**
     * PrintStream(OutputStream out) 的测试函数
     *
     * 函数的作用，就是将字母“abcde”写入到文件“file.txt”中
     */
    private static void testPrintStreamConstrutor1() {
        // 0x61对应ASCII码的字母'a'，0x62对应ASCII码的字母'b', ...
        final byte[] arr={0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65 }; // abced
        try {
            // 创建文件“file.txt”的File对象
            File file = new File("file.txt");
            // 创建文件对应FileOutputStream
            PrintStream out = new PrintStream(
                    new FileOutputStream(file));
            // 将“字节数组arr”全部写入到输出流中
            out.write(arr);
            // 关闭输出流
            out.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * PrintStream(File file) 的测试函数
     *
     * 函数的作用，就是将字母“abcde”写入到文件“file.txt”中
     */
    private static void testPrintStreamConstrutor2() {
        final byte[] arr={0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65 };
        try {
            File file = new File("file.txt");
            PrintStream out = new PrintStream(file);
            out.write(arr);
            out.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * PrintStream(String fileName) 的测试函数
     *
     * 函数的作用，就是将字母“abcde”写入到文件“file.txt”中
     */
    private static void testPrintStreamConstrutor3() {
        final byte[] arr={0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65 };
        try {
            PrintStream out = new PrintStream("file.txt");
            out.write(arr);
            out.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 测试write(), print(), println(), printf()等接口。
     */
    private static void testPrintStreamAPIS() {
        // 0x61对应ASCII码的字母'a'，0x62对应ASCII码的字母'b', ...
        final byte[] arr={0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65 }; // abced
        try {
            // 创建文件对应FileOutputStream
            PrintStream out = new PrintStream("other.txt");

            // 将字符串“hello PrintStream”+回车符，写入到输出流中
            out.println("hello PrintStream");
            // 将0x41写入到输出流中
            // 0x41对应ASCII码的字母'A'，也就是写入字符'A'
            out.write(0x41);
            // 将字符串"65"写入到输出流中。
            // out.print(0x41); 等价于 out.write(String.valueOf(0x41));
            out.print(0x41);
            // 将字符'B'追加到输出流中
            out.append('B');

            // 将"CDE is 5" + 回车  写入到输出流中
            String str = "CDE";
            int num = 5;
            out.printf("%s is %d
", str, num);

            out.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

　　　　3、ByteArrayInputStream / ByteArrayOutputStream (内存流)

　　　　　　　1）构造方法

ByteArrayInputStream
　　public ByteArrayInputStream(byte[] buf)
　　public ByteArrayInputStream(byte[] buf, int offset, int length)

ByteArrayOutputStream
　　public ByteArrayOutputStream()
　　public ByteArrayOutputStream(int size)

　　　　　　　2)常用方法

ByteArrayInputStream
　　public synchronized int read(byte b[], int off, int len)
　　public synchronized int read()
　　public void close() throws IOException 

ByteArrayOutputStream
　　public synchronized void write(int b)
　　public synchronized void write(byte b[], int off, int len)
　　public synchronized byte toByteArray()
　　public synchronized String toString()
　　public void close() throws IOException 

　　　　　3)举例　　　

/*
*  1
*/

public class Test {
 
    public static void readByteArray(String msg) {
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        ByteArrayInputStream bais = null;
 
        try {
            baos = new ByteArrayOutputStream();
            baos.write(msg.getBytes());
            baos.flush();
 
            bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
            byte[] b = new byte[1024];
            int len = bais.read(b);
            System.out.println("len:" + len);
            String str = new String(b, 0, len);
            System.out.println("str:" + str);
 
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (baos != null) {
                    baos.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        String msg = "hello world";
        readByteArray(msg);
    }
}

/*
*  2
*/

 import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;
/**
 * 内存流:
 *      ByteArrayInputStream
 *      ByteArrayOutputSteam
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

        try {
            // 将内容写入到内存
            baos.write("写个啥".getBytes());
            baos.flush();
//           baos.toByteArray();
            byte[] bs =new  byte[20];
            System.out.println(Arrays.toString(bs));

            // 将内存中的数据读取出来
            ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(bs);// byte必须传递 内存中的数据转成 byte数组的格式
// 而不能直接传递一个空数组, 读取出来的数据也是空的


            byte[] b = new byte[10];
            int num = bais.read(b);
            System.err.println(Arrays.toString(b));
            System.out.println(num);
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 　　　　4、ObjectOutputStream/ObjectInputStream (序列化与反序列)

　　　　　　1）构造方法

ObjectOutputStream
       public  ObjectOutputStream(OutputStream out)

ObjectInputStream
       public   ObjectInputStream(InputStream in)

　　　　　　2)举例

class User implements Serializable{//必须实现Serializable接口
    String uid;
    String pwd;
    public User(String _uid,String _pwd){
        this.uid = _uid;
        this.pwd = _pwd;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "账号:"+this.uid+" 密码:"+this.pwd;
    }
}

public class Demo1 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //假设将对象信息写入到obj.txt文件中，事先已经在硬盘中建立了一个obj.txt文件
        File f = new File("F:\obj.txt");
        writeObjec(f);
        System.out.println("OK");
    }
    
    //定义方法把对象的信息写到硬盘上------>对象的序列化。
    public static void writeObjec(File f) throws IOException{
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(f);//创建文件字节输出流对象
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
        objectOutputStream.writeObject(new User("酒香逢","123"));
        //最后记得关闭资源，objectOutputStream.close()内部已经将outputStream对象资源释放了，所以只需要关闭objectOutputStream即可
        objectOutputStream.close();
    }
}

public class Demo1 {

    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //假设将对象信息写入到obj.txt文件中，事先已经在硬盘中建立了一个obj.txt文件
        File f = new File("F:\obj.txt");
        //writeObjec(f);
        readObject(f);
        System.out.println("OK");
    }
    
    //定义方法把对象的信息写到硬盘上------>对象的序列化。
    public static void writeObjec(File f) throws IOException{
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(f);//创建文件字节输出流对象
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
        objectOutputStream.writeObject(new User("酒香逢","123"));
        //最后记得关闭资源，objectOutputStream.close()内部已经将outputStream对象资源释放了，所以只需要关闭objectOutputStream即可
        objectOutputStream.close();
    }
    //把文件中的对象信息读取出来-------->对象的反序列化
    public static void readObject(File f) throws IOException, ClassNotFoundException{
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream(f);//创建文件字节输出流对象
        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream);
        User user = (User)objectInputStream.readObject();
        System.out.println(user);
    }
}