学习笔记-java IO流总结转载

2022-11-16 14:56:14

1.什么是IO

Java中I/O操作主要是指使用Java进行输入，输出操作. Java所有的I/O机制都是基于数据流进行输入输出，这些数据流表示了字符或者字节数据的流动序列。Java的I/O流提供了读写数据的标准方法。任何Java中表示数据源的对象都会提供以数据流的方式读写它的数据的方法。

Java.io是大多数面向数据流的输入/输出类的主要软件包。此外，Java也对块传输提供支持，在核心库 java.nio中采用的便是块IO。

　　流IO的好处是简单易用，缺点是效率较低。块IO效率很高，但编程比较复杂。
JavaIO模型 :

Java的IO模型设计非常优秀，它使用Decorator模式，按功能划分Stream，您可以动态装配这些Stream，以便获得您需要的功能。例
如，您需要一个具有缓冲的文件输入流，则应当组合使用FileInputStream和BufferedInputStream。

2.数据流的基本概念

数
据流是一串连续不断的数据的集合，就象水管里的水流，在水管的一端一点一点地供水，而在水管的另一端看到的是一股连续不断的水流。数据写入程序可以是一
段、一段地向数据流管道中写入数据，这些数据段会按先后顺序形成一个长的数据流。对数据读取程序来说，看不到数据流在写入时的分段情况，每次可以读取其中
的任意长度的数据，但只能先读取前面的数据后，再读取后面的数据。不管写入时是将数据分多次写入，还是作为一个整体一次写入，读取时的效果都是完全一样
的。

“流是磁盘或其它外围设备中存储的数据的源点或终点。”

在电脑上的数据有三种存储方式，一种是外存，一种是内存，一种是缓存。比如电脑上的硬盘，磁盘，U盘等都是外存，在电脑上有内存条，缓存是在CPU里面
的。外存的存储量最大，其次是内存，最后是缓存，但是外存的数据的读取最慢，其次是内存，缓存最快。这里总结从外存读取数据到内存以及将数据从内存写到外
存中。对于内存和外存的理解，我们可以简单的理解为容器，即外存是一个容器，内存又是另外一个容器。那又怎样把放在外存这个容器内的数据读取到内存这个容
器以及怎么把内存这个容器里的数据存到外存中呢？

网络java中将输入输出抽象称为流，就好像水管，将两个容器连接起来。将数据冲外存中读取到内存中的称为输入流，将数据从内存写入外存中的称为输出流。

程序

总结的基本概念如下：

1) 数据流：

一组有序，有起点和终点的字节的数据序列。包括输入流和输出流。

2） 输入流（Input Stream）：

程序从输入流读取数据源。数据源包括外界(键盘、文件、网络…)，即是将数据源读入到程序的通信通道

3) 输出流：

程序向输出流写入数据。将程序中的数据输出到外界（显示器、打印机、文件、网络…）的通信通道。

采用数据流的目的就是使得输出输入独立于设备。

Input Stream不关心数据源来自何种设备（键盘，文件，网络）
Output Stream不关心数据的目的是何种设备（键盘，文件，网络）

4 数据流分类：

流序列中的数据既可以是未经加工的原始二进制数据，也可以是经一定编码处理后符合某种格式规定的特定数据。因此Java中的流分为两种：
1) 字节流：数据流中最小的数据单元是字节
2) 字符流：数据流中最小的数据单元是字符， Java中的字符是Unicode编码，一个字符占用两个字节。

3. 标准I/O

Java程序可通过命令行参数与外界进行简短的信息交换，同时，也规定了与标准输入、输出设备，如键盘、显示器进行信息交换的方式。而通过文件可以与外界进行任意数据形式的信息交换。

1. 命令行参数

publicclass
publicstaticvoid
forint; i < args.length; i++) {
+ i +
}

运行命令：java Java C VB

运行结果：

args[0] is <Java>

args[1] is <C>

args[2] is <VB>

2. 标准输入，输出数据流

java系统自带的标准数据流：java.lang.System:

publicfinalclassextends
static
static
static
}

注意：
（1）System类不能创建对象，只能直接使用它的三个静态成员。
（2）每当main方法被执行时,就自动生成上述三个对象。

1) 标准输出流 System.out

System.out向标准输出设备输出数据，其数据类型为PrintStream。方法：

Void print(参数)

Void println(参数)

2)标准输入流 System.in

System.in读取标准输入设备数据（从标准输入获取数据，一般是键盘），其数据类型为InputStream。方法：

int read() //返回ASCII码。若,返回值=-1，说明没有读取到任何字节读取工作结束。

int read(byte[] b)//读入多个字节到缓冲区b中返回值是读入的字节数

例如：

import
publicclass
publicstaticvoid
int
try
while) {
char
catch

}

等待键盘输入，键盘输入什么，就打印出什么：

3)标准错误流

System.err输出标准错误，其数据类型为PrintStream。可查阅API获得详细说明。

标准输出通过System.out调用println方法输出参数并换行，而print方法输出参数但不换行。println或print方法都通
过重载实现了输出基本数据类型的多个方法，包括输出参数类型为boolean、char、int、long、float和double。同时，也重载实现

了输出参数类型为char[]、String和Object的方法。其中，print（Object）和println（Object）方法在运行时将调
用参数Object的toString方法。

import
import
import
publicclass
publicstaticvoid
new
new
try
whilenull
catch
}

4.java.IO层次体系结构

在整个Java.io包中最重要的就是5个类和一个接口。5个类指的是File、OutputStream、InputStream、Writer、Reader；一个接口指的是Serializable.掌握了这些IO的核心操作那么对于Java中的IO体系也就有了一个初步的认识了

Java I/O主要包括如下几个层次，包含三个部分：

1.流式部分――IO的主体部分；

2.非流式部分――主要包含一些辅助流式部分的类，如：File类、RandomAccessFile类和FileDescriptor等类；

3.其他类--文件读取部分的与安全相关的类，如：SerializablePermission类，以及与本地操作系统相关的文件系统的类，如：FileSystem类和Win32FileSystem类和WinNTFileSystem类。

主要的类如下：

1. File（文件特征与管理）：用于文件或者目录的描述信息，例如生成新目录，修改文件名，删除文件，判断文件所在路径等。

2. InputStream（二进制格式操作）：抽象类，基于字节的输入操作，是所有输入流的父类。定义了所有输入流都具有的共同特征。

3. OutputStream（二进制格式操作）：抽象类。基于字节的输出操作。是所有输出流的父类。定义了所有输出流都具有的共同特征。

Java中字符是采用Unicode标准，一个字符是16位，即一个字符使用两个字节来表示。为此，JAVA中引入了处理字符的流。

4. Reader（文件格式操作）：抽象类，基于字符的输入操作。

5. Writer（文件格式操作）：抽象类，基于字符的输出操作。

6. RandomAccessFile（随机文件操作）：它的功能丰富，可以从文件的任意位置进行存取（输入输出）操作。

Java中IO流的体系结构如图：

5. 非流式文件类--File类

在Java语言的java.io包中，由File类提供了描述文件和目录的操作与管理方法。但File类不是InputStream、OutputStream或Reader、Writer的子类，因为它不负责数据的输入输出，而专门用来管理磁盘文件与目录。

作用：File类主要用于命名文件、查询文件属性和处理文件目录。

publicclassextends
implements
{}

File类共提供了三个不同的构造函数，以不同的参数形式灵活地接收文件和目录名信息。构造函数：
1）File (String pathname)

例:File f1=new File("FileTest1.txt"); //创建文件对象f1，f1所指的文件是在当前目录下创建的FileTest1.txt
2）File (String parent , String child)

例:File f2=new File(“D:\\dir1","FileTest2.txt") ;// 注意：D:\\dir1目录事先必须存在，否则异常
3）File (File parent , String child)
例:File f4=new File("\\dir3");
File f5=new File(f4,"FileTest5.txt"); //在如果 \\dir3目录不存在使用f4.mkdir()先创建

一个对应于某磁盘文件或目录的File对象一经创建，就可以通过调用它的方法来获得文件或目录的属性。

1）public boolean exists( ) 判断文件或目录是否存在
2）public boolean isFile( ) 判断是文件还是目录
3）public boolean isDirectory( ) 判断是文件还是目录
4）public String getName( ) 返回文件名或目录名
5）public String getPath( ) 返回文件或目录的路径。
6）public long length( ) 获取文件的长度
7）public String[ ] list ( ) 将目录中所有文件名保存在字符串数组中返回。

File类中还定义了一些对文件或目录进行管理、操作的方法，常用的方法有：
1） public boolean renameTo( File newFile ); 重命名文件
2） public void delete( ); 删除文件
3） public boolean mkdir( ); 创建目录

例子：

import
import
publicclass
publicstaticvoidthrows
new);
new);
new);
if
if

if

int;
forint; i < FL.length; i++) {
}

说明：File类的方法:
(1) exists()测试磁盘中指定的文件或目录是否存在
(2) mkdir()创建文件对象指定的目录（单层目录）
(3) createNewFile()创建文件对象指定的文件

(4) list()返回目录中所有文件名字符串

6.Java.IO流类库

1. io流的四个基本类

java.io包中包含了流式I/O所需要的所有类。在java.io包中有四个基本类：InputStream、OutputStream及Reader、Writer类，它们分别处理字节流和字符流：

基本数据流的I/O

输入/输出	字节流	字符流
输入流	Inputstream	Reader
输出流	OutputStream	Writer

Java中其他多种多样变化的流均是由它们派生出来的:

JDK1.4版本开始引入了新I/O类库，它位于java.nio包中，新I/O类库利用通道和缓冲区等来提高I/O操作的效率。

在java.io包中， java.io.InputStream 表示字节输入流， java.io.OutputStream表示字节输出流，处于java.io包最顶层。这两个类均为抽象类，也就是说它们不能被实例化，必须生成子类之后才能实现一定的功能。

1. io流的具体分类

一、按I/O类型来总体分类：

1. Memory 1）从/向内存数组读写数据: CharArrayReader、 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
2）从/向内存字符串读写数据 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream
   2.Pipe管道 实现管道的输入和输出（进程间通信）: PipedReader、PipedWriter、PipedInputStream、PipedOutputStream
3.File 文件流。对文件进行读、写操作：FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream
4. ObjectSerialization 对象输入、输出 ：ObjectInputStream、ObjectOutputStream
5.DataConversion数据流 按基本数据类型读、写（处理的数据是Java的基本类型（如布尔型，字节，整数和浮点数））：DataInputStream、DataOutputStream
   6.Printing 包含方便的打印方法：PrintWriter、PrintStream
7.Buffering缓冲  在读入或写出时，对数据进行缓存，以减少I/O的次数：BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream
8.Filtering 滤流，在数据进行读或写时进行过滤：FilterReader、FilterWriter、FilterInputStream、FilterOutputStream过
9.Concatenation合并输入 把多个输入流连接成一个输入流：SequenceInputStream
  10.Counting计数 在读入数据时对行记数：LineNumberReader、LineNumberInputStream
  11.Peeking Ahead 通过缓存机制，进行预读：PushbackReader、PushbackInputStream
  12.Converting between Bytes and Characters 按照一定的编码/解码标准将字节流转换为字符流，或进行反向转换（Stream到Reader,Writer的转换类）：InputStreamReader、OutputStreamWriter

二、按数据来源（去向）分类：
1、File（文件）： FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter
2、byte[]：ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream
3、Char[]: CharArrayReader, CharArrayWriter
4、String: StringBufferInputStream, StringReader, StringWriter
5、网络数据流：InputStream, OutputStream, Reader, Writer

7. 字节流InputStream/OutputStream

1. InputStream抽象类

InputStream 为字节输入流，它本身为一个抽象类，必须依靠其子类实现各种功能，此抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。继承自InputStream
的流都是向程序中输入数据的，且数据单位为字节（8bit）；

InputStream是输入字节数据用的类，所以InputStream类提供了3种重载的read方法.Inputstream类中的常用方法：
　　（1） public abstract int read( )：读取一个byte的数据，返回值是高位补0的int类型值。若返回值=-1说明没有读取到任何字节读取工作结束。
　　（2） public int read(byte b[ ])：读取b.length个字节的数据放到b数组中。返回值是读取的字节数。该方法实际上是调用下一个方法实现的
　　（3） public int read(byte b[ ], int off, int len)：从输入流中最多读取len个字节的数据，存放到偏移量为off的b数组中。
　　（4） public int available( )：返回输入流中可以读取的字节数。注意：若输入阻塞，当前线程将被挂起，如果InputStream对象调用这个方法的话，它只会返回0，这个方法必须由继承InputStream类的子类对象调用才有用，
　　（5） public long skip(long n)：忽略输入流中的n个字节，返回值是实际忽略的字节数, 跳过一些字节来读取
　　（6） public int close( ) ：我们在使用完后，必须对我们打开的流进行关闭.

主要的子类：

1） FileInputStream把一个文件作为InputStream，实现对文件的读取操作
　　 2） ByteArrayInputStream：把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
　　 3） StringBufferInputStream：把一个String对象作为InputStream
　　 4） PipedInputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
　　 5） SequenceInputStream：把多个InputStream合并为一个InputStream

．OutputStream抽象类

　　OutputStream提供了3个write方法来做数据的输出，这个是和InputStream是相对应的。
　　1. public void write(byte b[ ])：将参数b中的字节写到输出流。
　　2. public void write(byte b[ ], int off, int len) ：将参数b的从偏移量off开始的len个字节写到输出流。
　　3. public abstract void write(int b) ：先将int转换为byte类型，把低字节写入到输出流中。
　　4. public void flush( ) : 将数据缓冲区中数据全部输出，并清空缓冲区。
　　5. public void close( ) : 关闭输出流并释放与流相关的系统资源。

主要的子类：

1) ByteArrayOutputStream：把信息存入内存中的一个缓冲区中
2) FileOutputStream：把信息存入文件中
3) PipedOutputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
4) SequenceOutputStream：把多个OutStream合并为一个OutStream

流结束的判断：方法read()的返回值为-1时；readLine()的返回值为null时。

3. 文件输入流： FileInputStream类

FileInputStream可以使用read()方法一次读入一个字节，并以int类型返回，或者是使用read()方法时读入至一个byte数
组，byte数组的元素有多少个，就读入多少个字节。在将整个文件读取完成或写入完毕的过程中，这么一个byte数组通常被当作缓冲区，因为这么一个
byte数组通常扮演承接数据的中间角色。

作用：以文件作为数据输入源的数据流。或者说是打开文件，从文件读数据到内存的类。
使用方法(1)
File fin=new File("d:/abc.txt");
FileInputStream in=new FileInputStream( fin);

使用方法(2)
FileInputStream in=new FileInputStream(“d: /abc.txt”);

程序举例：
将InputFromFile.java的程序的内容显示在显示器上

import
import
publicclass
publicstaticvoidthrows
try
new);
int; bytenewbyte
while01)){
new
catch

}

4.文件输出流:FileOutputStream类

　作用：用来处理以文件作为数据输出目的数据流；或者说是从内存区读数据入文件

FileOutputStream类用来处理以文件作为数据输出目的数据流；一个表示文件名的字符串，也可以是File或FileDescriptor对象。
　　创建一个文件流对象有两种方法：
　　方式1：
　　 File f=new File (“d:/myjava/write.txt ");
FileOutputStream out= new FileOutputStream (f);
　　方式2：
　　FileOutputStream out=new FileOutputStream(“d:/myjava/write.txt ");
　　方式3：构造函数将 FileDescriptor()对象作为其参数。
　　FileDescriptor() fd=new FileDescriptor();
　　FileOutputStream f2=new FileOutputStream(fd);
　　方式4：构造函数将文件名作为其第一参数，将布尔值作为第二参数。
　　FileOutputStream f=new FileOutputStream("d:/abc.txt",true);
　　注意：（1）文件中写数据时，若文件已经存在，则覆盖存在的文件；（2）的读/写操作结束时，应调用close方法关闭流。

程序举例：使用键盘输入一段文章，将文章保存在文件write.txt中

import
import
publicclass
publicstaticvoidthrows
try
int;
bytenewbyte
new);
, count);
catch
}

5. FileInputStream流和FileOutputStream的应用

利用程序将文件file1.txt 拷贝到file2.txt中。

import
import
import
import
publicclass
publicstaticvoidthrows
try
new);
new);
new
new
int
while) {
catch
}

6. 缓冲输入输出流 BufferedInputStream/ BufferedOutputStream

计算机访问外部设备非常耗时。访问外存的频率越高，造成CPU闲置的概率就越大。为了减少访问外存的次数，应该在一次对外设的访问中，读写更多的数据。
为此，除了程序和流节点间交换数据必需的读写机制外，还应该增加缓冲机制。缓冲流就是每一个数据流分配一个缓冲区，一个缓冲区就是一个临时存储数据的内
存。这样可以减少访问硬盘的次数,提高传输效率。

BufferedInputStream:当向缓冲流写入数据时候，数据先写到缓冲区，待缓冲区写满后，系统一次性将数据发送给输出设备。

BufferedOutputStream :当从向缓冲流读取数据时候，系统先从缓冲区读出数据，待缓冲区为空时，系统再从输入设备读取数据到缓冲区。

1）将文件读入内存：

将BufferedInputStream与FileInputStream相接

FileInputStream in=new FileInputStream( “file1.txt ” );

BufferedInputStream bin=new BufferedInputStream( in);

2）将内存写入文件：

将BufferedOutputStream与 FileOutputStream相接

FileOutputStreamout=new FileOutputStream(“file1.txt”);

BufferedOutputStream bin=new BufferedInputStream(out);

3）键盘输入流读到内存

将BufferedReader与标准的数据流相接

InputStreamReader sin=new InputStreamReader (System.in) ；

BufferedReader bin=new BufferedReader(sin);

import
publicclass
publicstaticvoidthrows
new
new
new);
new
while) {
, s.length());
}

程序说明：
从键盘读入字符，并写入到文件中BufferedReader类的方法：String
readLine()
作用：读一行字符串，以回车符为结束。
BufferedWriter类的方法：bout.write(String s,offset,len)
作用：从缓冲区将字符串s从offset开始，len长度的字符串写到某处

8. 字符流Writer/Reader

Java中字符是采用Unicode标准，一个字符是16位，即一个字符使用两个字节来表示。为此，JAVA中引入了处理字符的流

1. Reader抽象类

用于读取字符流的抽象类。子类必须实现的方法只有 read(char[], int, int) 和 close()。但是，多数子类将重写此处定义的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。

1) FileReader :与FileInputStream对应
主要用来读取字符文件，使用缺省的字符编码，有三种构造函数：
　　 (1）将文件名作为字符串：FileReader f=new FileReader(“c:/temp.txt”);
　　 (2）构造函数将File对象作为其参数。
　　 File f=new file(“c:/temp.txt”);
　　 FileReader f1=new FileReader(f);
　　 (3) 构造函数将FileDescriptor对象作为参数
　　 FileDescriptor() fd=new FileDescriptor()
　　 FileReader f2=new FileReader(fd);
(1) 用指定字符数组作为参数：CharArrayReader(char[])
(2) 将字符数组作为输入流:CharArrayReader(char[], int, int)
　读取字符串，构造函数如下： public StringReader(String s);
2) CharArrayReader：与ByteArrayInputStream对应
　　3) StringReader : 与StringBufferInputStream对应
　　4) InputStreamReader
　　从输入流读取字节，在将它们转换成字符:Public inputstreamReader(inputstream is);
　　5) FilterReader: 允许过滤字符流
　　 protected filterReader(Reader r);
　　6) BufferReader :接受Reader对象作为参数，并对其添加字符缓冲器，使用readline()方法可以读取一行。
　　 Public BufferReader(Reader r);

主要方法：

(1)
public int read() throws IOException; //读取一个字符，返回值为读取的字符

　　(2) public int read(char cbuf[]) throws IOException; /*读取一系列字符到数组cbuf[]中，返回值为实际读取的字符的数量*/
　　(3) public abstract int read(char cbuf[],int off,int len) throws IOException;
　　/*读取len个字符，从数组cbuf[]的下标off处开始存放，返回值为实际读取的字符数量，该方法必须由子类实现*/

. Writer抽象类

写入字符流的抽象类。子类必须实现的方法仅有 write(char[], int, int)、flush() 和 close()。但是，多数子类将重写此处定义的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。其子类如下：

1） FileWrite: 与FileOutputStream对应

　　将字符类型数据写入文件，使用缺省字符编码和缓冲器大小。
　　Public FileWrite(file f);
　　2) chararrayWrite:与ByteArrayOutputStream对应 ,将字符缓冲器用作输出。
　　 Public CharArrayWrite();
　　3) PrintWrite:生成格式化输出
　　 public PrintWriter(outputstream os);
　　4) filterWriter:用于写入过滤字符流
　　 protected FilterWriter(Writer w);
　　5) PipedWriter：与PipedOutputStream对应

6) StringWriter：无与之对应的以字节为导向的stream

主要方法：

　　(1) public void write(int c) throws IOException； //将整型值c的低16位写入输出流
　　(2) public void write(char cbuf[]) throws IOException； //将字符数组cbuf[]写入输出流
　　(3)
public abstract void write(char cbuf[],int off,int len) throws IOException； //将字符数组cbuf[]中的从索引为off的位置处开始的len个字符写入输出流
　　(4)
public void write(String str) throws IOException； //将字符串str中的字符写入输出流
　　(5)
public void write(String str,int off,int len) throws IOException； //将字符串str 中从索引off开始处的len个字符写入输出流
　　(6)
flush( ) //刷空输出流，并输出所有被缓存的字节。
　　(7)close() 关闭流 public abstract void close() throws IOException

3.InputStream与Reader差别 OutputStream与Writer差别

InputStream和OutputStream类处理的是字节流，数据流中的最小单位是字节(8个bit)
Reader与Writer处理的是字符流，在处理字符流时涉及了字符编码的转换问题

import
publicclass
privatestaticvoidbytethrows
new
int
while1
publicstaticvoidthrows
);
char;
int; int)>>;
+lowBit+
;
);
);
));
);
)); }
}

Reader类能够将输入流中采用其他编码类型的字符转换为Unicode字符，然后在内存中为其分配内存
Writer类能够将内存中的Unicode字符转换为其他编码类型的字符，再写到输出流中

9. IOException异常类的子类

1.public class EOFException ：
非正常到达文件尾或输入流尾时，抛出这种类型的异常。
2.public class FileNotFoundException：
当文件找不到时，抛出的异常。
3.public class InterruptedIOException：
当I/O操作被中断时，抛出这种类型的异常。

转载自 du_du_G http://blog.csdn.net/liuxiaogangqq/article/details/25892667

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