Java之IO流总结

2021-12-15 00:19:39

　　序言-

　　第一次写博客，虽然工作1年了，一直没想起来去分享什么，后来听同事说，没事喜欢去写写博客，我觉得，作为一个程序员，应该具备分享精神，所以觉得从基础开始，给刚接触Java的同学，一点点小小i的帮助，也算给自己温故而知新的机会。

　　下面开始我们的Java学习之旅吧。

IO流

·Java流式输入/输出原理
·Java流类的分类
·输入/输出流类
·常见的节点流和处理流
·文件流
·缓冲流
·转换流
·数据流
·Print流
·Object流

①Java流式输入/输出原理


    00101...-->
文件 ------------------ 程序

    <-- ...00101
文件 ------------------ 程序

       00101...-->
网络连接 ------------------ 程序

    00101...-->
程序 ------------------ 程序

     00101...-->  “Hello”
文件 -----------============== 程序 （从0101等转换为字符，一层包一层）

②流的分类

java.io包中
    ·按数据流的方向不同可以分为输入流、输出流
    ·按处理数据单位不同可以分为字节流、字符流
    ·按照功能不同可以分为节点流、处理流

所有流类型位于包java.io内都分别继承以下四种抽象流类型

        字节流        字符流
------------------------------------------
输入流          InputStream      Reader
输出流          OutputSteam      Writer


    字节流（8bit）

         |----FileInputStream(节点流)
         |
         |----PipedInputStream(节点流)     |---LineNumberInputStream(处理流)
         |                          |       
         |----FilterInputStream(处理流)-------|---DataInputStream(处理流)
         |                     |
InputStream -|----ByteArrayInputStream(节点流)    |---BufferedInputStream(处理流)
         |                     |---PushbackInputStream(处理流)        
         |----SequenceInputStream(处理流)
         |
         |----StringBufferInputStream(节点流)
         |
         |----ObjectInputStream(处理流)

InputStream的基本方法

    //读取一个字节并以整数的形式返回（0-255）
    //如果返回-1已到输入流的末尾
·int read() throws IOExcetion

    //读取一系列字节并存储到一个数组buffer
    //返回实际读取的字节数，如果读取器前已到输入流的末尾返回-1
·int read(byre[] buffer) throws IOExcetion

    //读取length个字节
    //并存储到一个字节数组buffer，从length位置开始
    //返回实际读取的字节数，如果读取前已到输入流的末尾返回-1
    //buffer - 读入数据的缓冲区。
    //offset - 数组 buffer 中将写入数据的初始偏移量。
    //length - 要读取的最大字节数。
·int read(byte[] buffer, int offset, int length) throws IOExcetion

    //关闭流释放内存资源
·void close() throws IOExcetion

    //跳过n个字节不读，返回实际跳过的字节数
·long skip(long n) throws IOExcetion


    字节流（8bit）

         |----FileOutputStream(节点流)
         |
         |----PipedOutputStream(节点流)    
         |                          |       
         |----FilterOutputStream(处理流)-----|---DataOutputStream(处理流)
         |                     |
   OutputStream -|----ByteArrayOutputStream(节点流)  |---BufferedOutputStream(处理流)
         |                     |---PrintStream(处理流)        
         |
         |----ObjectOutputStream(处理流)

OutputStream的基本方法

    //向输出流中写入一个字节数据，该字节数据为参数b的低8位
·void write(int b) throws IOException

    //将一个字节类型的数组中的数据写入输出流
·void write(byre[] b) throws IOException

    //将一个字节类型的数组中的从指定位置（off）开始的len个字节写入到输出流
·void write(byre[] b, int off, int len) throws IOException

    //关闭流释放内存资源
·void close() throws IOException

    //将输出流中缓冲的数据全部写出到目的地
·void flush() throws IOException

注意：先flush，在close



    字符流（16bit）

         |----BufferedReader(节点流)----LineNumberReader(处理流)
         |
         |----CharArrayReader(处理流)    
         |                              
         |----InputStreamReader(处理流)-----FileReader(节点流)
         |                    
         Reader -|----FilterReader(处理流)----PushbackReader(处理流)
         |                         
         |
         |----PipedReader(节点流)
         |
         |----StringReader(节点流)

Reader的基本方法

    //读取一个字符并以整数的形式返回（0-255）
    //如果返回-1已到输入流的末尾
·int read() throws IOExcetion

    //读取一系列字符并存储到一个数组buffer
    //返回实际读取的字符数，如果读取器前已到输入流的末尾返回-1
·int read(byre[] buffer) throws IOExcetion

    //读取length个字符
    //并存储到一个字符数组buffer，从length位置开始
    //返回实际读取的字符数，如果读取前已到输入流的末尾返回-1
    //buffer - 读入数据的缓冲区。
    //offset - 数组 buffer 中将写入数据的初始偏移量。
    //length - 要读取的最大字符数。
·int read(byte[] buffer, int offset, int length) throws IOExcetion

    //关闭流释放内存资源
·void close() throws IOExcetion

    //跳过n个字符不读，返回实际跳过的字节数
·long skip(long n) throws IOExcetion


    字符流（16bit）

         |----BufferedWriter(处理流)
         |
         |----CharArrayWriter(节点流)    
         |                              
         |----OutputStreamReader(处理流)-----FileWriter(节点流)
         |                    
         Writer -|----FilterWriter(处理流)
         |                         
         |
         |----PipedWriter(节点流)
         |
         |----StringWriter(节点流)

Writer的基本方法

    //向输出流中写入一个字符数据，该字节数据为参数b的低8位
·void write(int b) throws IOException

    //将一个字符类型的数组中的数据写入输出流
·void write(char[] cbuf) throws IOException

    //将一个字符类型的数组中的从指定位置（off）开始的len个字符写入到输出流
·void write(char[] cbuf, int off, int len) throws IOException

    //将一个字符串中的字符写入到输出流
·void write(String string) throws IOException

    //将一个字符串从offset开始的length个字符写入到输出流
·coid write(String string, int offset, int length) throws IOException

    //关闭流释放内存资源
·void close() throws IOException

    //将输出流中缓冲的数据全部写出到目的地
·void flush() throws IOException

③输入/输出流

1、输出流跟输入流
一切以程序为中心
    ·从文件到程序为输入流
    ·从程序到文件为输出流
2、字节流和字符流
    ·字节（8bit）
    ·字符（16bit）
    ·一个字符等于2个字节
3、节点流和处理流
    ·处理流是包在节点流的一层“管道”

④常见的节点流和处理流

·节点流为可以从一个特定的数据源（节点）读写数据（如：文件，内存）
        节点流
    数据源 -------------------- 程序
    
·处理流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

        -->
    数据源 -------======== 程序
        
        <--
    程序 ============-------- 数据源

⑤节点流----文件流

字符流            字节流

输入流 FileReader FileInputStream
输出流 FileWriter FileOutputStream

访问文件

从文件到程序，输入流
·使用FileInputStream

    public class Login{
public static void main(String[] args){
    int b = 0;
    FileInputStream fis = null;
    try {
        //连接管道
        fis = new FileInputStream("G://Java2014Project//JavaDemo1//src//Demo01/Login.java");
    } catch (FileNotFoundException e) {
        System.out.println("error");
    }
    //读取数据
        try {
            while((b = fis.read())!= -1){
                System.out.print((char)(b));
                
            }
            fis.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("error");
        }
    
}

}

显示结果
package Demo01;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

public class Login{

public static void main(String[] args){
    int b = 0;
    FileInputStream fis = null;
    try {
        //????????
        fis = new FileInputStream("G://Java2014Project//JavaDemo1//src//Demo01/Login.java");
    } catch (FileNotFoundException e) {
        System.out.println("error");
    }
    //????????
        try {
            int num = 0;
            while((b = fis.read())!= -1){
                System.out.print((char)(b));
            }
            fis.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("error");
        }
    
}

}

发现出现？？？？？，问题是汉字是一个字符（两个字节），用的是字节流，一个字节一个字节读取，

所有中文翻译不出来，改为Reader可以


从程序到文件
·使用FileOutputStream
package Demo01;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class Login{

public static void main(String[] args){
    int b = 0;
    FileInputStream fis = null;
    FileOutputStream fot = null;
    try {
        //连接管道
        fis = new FileInputStream("G://Java2014Project//JavaDemo1//src//Demo01/Login.java");
        fot = new FileOutputStream("C://Users//woshishabi//Desktop//test.txt");
    } catch (FileNotFoundException e) {
        System.out.println("error");
    }
    //读取数据
        try {
            while((b = fis.read())!= -1){
                fot.write(b);
            }
            fis.close();
            fot.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("error");
        }
    
}

}

桌面上多了一个Test.txt文本，


·使用FileReader：字符输入流，从文件到程序
    ......
·使用FileWriter：字符输出流，从程序到文件
    ......

⑥处理流----缓冲流

·缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，对读写的数据提供了缓冲的功能，提高了读写的效率，

同时增加了一些新的方法

·J2SDK提供了四种缓存流，其常用的构造方法为：
        //字符输入缓冲流
    BufferedReader(Reader in)
    BufferedReader(Reader in, int sz) //sz为自定义缓存区的大小    
        
        //字符输出缓冲流
    BufferedWriter(Writer out)
    BufferedWriter(Writer out,int sz)
    
        //字节输入缓冲流
    BufferedInputStream(InputStream in)
    BufferedInputStream(InputStream in, int size)

        //字节输出缓冲流
    BufferedOutputStream(OutputStream out)
    BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)

·缓冲输入流支持其父类的mark和reset方法    mark：直接从多少个字符开始读取  reset：回到刚才标记的点
·bufferedReader提供了readline方法用于读取一行字符串（以\r或\n分隔）
·bufferedWriter提供了newLine用于写入一个行分隔符
·对于输出的缓冲流，写出的数据会现在内存中缓存，使用flush方法将会使内存中的数据立刻写出

bufferedReader和bufferedWriter使用

package Demo01;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class Login{

public static void main(String[] args){
    try {
        //从文件写入数据
        BufferedReader br  = new BufferedReader(new FileReader("G://Java2014Project//JavaDemo1//src//Demo01//Login.java"));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("C://Users//woshishabi//Desktop//Test.txt"));
        //从文件读取数据
        String s = null;
        while((s = br.readLine()) != null){
            System.out.println(s);
            bw.write(s);
            bw.newLine();
        }
        bw.flush();
        br.close();
        bw.close();
    }
        catch (IOException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }

}

}

⑦处理流----转换流

·InputStreamReader和OutputStreamWriter用与字节数据到字符数据之间的转换
·InputStreamReader需要和InputStream“套接”
·OutputStream需要和OutputStream“套接”
·转换流在构造时可以指定其编码集合，例如
    InputStream isr = new InputStreamReader(System.in, "ISO8859_1");

范例：OutputStreamWriter

package Demo01;

public class Login{

public static void main(String[] args){
    try {
        //将输出字节流转换为字符流
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("C://Users//woshishabi//Desktop//Test.txt"));
        //向文件中输入字符串
        osw.write("sdfjaksldjflskdjflaskdjfsakjdf");
        //读取字符编码
        System.out.println(osw.getEncoding());
        osw.close();
        //在文本后面添加字符串，不覆盖，则true，否则写false， 后面可以自定义编码
        osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("C://Users//woshishabi//Desktop//Test.txt", true), "UTF-8");
        osw.write("qwqeqweqweqeq");
        System.out.println(osw.getEncoding());
        osw.close();
    }
        catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        
    }
}

范例：InputStreamReader

package Demo01;

public class Login{

public static void main(String[] args){
    //从键盘读取数据
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
    //字符输入缓冲流
    BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
    String s = null;
    try {
        //读取一行字符
        s = br.readLine();
        while(s != null){
        if(s.equalsIgnoreCase("exit")){     //将一个字符串与另一个字符串比较，不考虑大小写
            break;    
        }
        //将小写转换为大写
            System.out.println(s.toUpperCase());
            s = br.readLine();
        }
        br.close();
        
        }
     catch (IOException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
    
}

}

⑧数据流----DataInputStream...

·DataInputStream 和 DataOutputStream 分别继承了InputStream 和 OutputStream，属于处理流，

需要分别套接在InputStream 和 OutputStream类型的节点流觞

·DataInputStream 和 DataOutputStream 提供了可以存取与机器无关的Java原始数据类型（int、double等）

的方法

·DataInputStream 和 DataOutputStream 的构造方法为：
    ·DataInputStream（InputStream in）
    ·DataOutputStream（OutputStream out）

范例：使用DataInputStream 和 DataOutputStream
package Demo01;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;

public class Login{

public static void main(String[] args){
    //一个字节数组输出流
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    //在字节数组输出流上套接一个数据流，能传递基本数据类型
    DataOutputStream dos = new DataOutputStream(baos);
    try {
        //向字节数组写入一个随机数
        dos.writeDouble(Math.random());
        dos.writeBoolean(true);
        //创建一个字节数组输入流
        ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
        //输出字节数组中有多少个字节
        System.out.println(bais.available());
        //将处理流包在字节数组输入流上，输出基本数据
        DataInputStream dis = new DataInputStream(bais);
        //输出double，先输入的先输出
        System.out.println(dis.readDouble());
        //输出boolean
        System.out.println(dis.readBoolean());
        dos.close();
        dis.close();
    } catch (IOException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
}

}

⑨print流 PrintStream主要操作byte流，而PrintWriter用来操作字符流

·PrintWriter 和 PrintStream都属于输出流，分别针对与字符和字节
·PrintWriter 和 PrintStream提供了重载的print
·Println方法用于多种数据类型的输出
·PrintWriter 和 PrintStream的输出操作不会抛出异常，用户通过检测错误状态获取错误信息
·PrintWriter 和 PrintStream有自动flush功能

构造方法：

·PrintWriter(Writer out)
·PrintWriter(Writer out，boolean autoFlush)
·PrintWriter(OutputStream out， boolean autoFlush)
·PrintStream(OutputStream out)
·PrintStream(OutputStream out， boolean autoFlush)

范例：PrintStream
package Demo01;

public class Login{

public static void main(String[] args){
    PrintStream ps = null;
    try {
        //文件字节输出流
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C://Users//woshishabi//Desktop//Test.txt");
        //输出流
        ps = new PrintStream(fos);
        if(ps != null){
            //使system.out指向了文件Test.txt
            System.setOut(ps);
        }
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.print(i + ",");
        }

    } catch (FileNotFoundException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
}

}

范例：PrintWriter

package Demo01;

public class Login{

public static void main(String[] args){
    String s = null;
    //从键盘输入，字节转字符的转换流上套接缓冲流
    BufferedReader bis = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    try {
        //输出流，输出到文件，不覆盖
        FileWriter fw = new FileWriter("C://Users//woshishabi//Desktop//Test.txt",true);
        //输出流，套接在文件输出流上
        PrintWriter pw = new PrintWriter(fw);
        //接收键盘输入的一行数据，
        while((s = bis.readLine()) != null){
            //判断是否为exit，是则结束while
            if(s.equalsIgnoreCase("exit"))break;
            //小写转大写，在dos中输出
            System.out.println(s.toUpperCase());
            //在目标文件里面输出数据
            pw.println("------");
            pw.println(s.toLowerCase());
            pw.flush();
        }
        //在目标文件中输出日期
        pw.println("-----"+ new Date() + "------");
        pw.flush();
        pw.close();
    } catch (IOException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
}

}

⑩Object流

·直接将Object写入或读出
    ·transient关键字（透明的）：修饰属性， transient int k  = 15;   输出结果k = 0；在序列化的时候不考虑，不写入硬盘
    ·serializable接口：（标记性接口，里面什么都没有）
    ·extemalizable接口：
注意：如果需要使用对象流，必须实现serializable接口

范例：

package Demo01;

public class Login{

public static void main(String[] args){
    T t = new T();
    t.k = 40;
    try {
        //文件输出流，
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C://Users//woshishabi//Desktop//Test.txt");
        //在文件输出流上套接一个对象输出流，从程序传递一个对象到目标文件中
        ObjectOutputStream  oos = new ObjectOutputStream(fos);
        //写入对象
        oos.writeObject(t);
        //文件输入流，锁定目标文件
        FileInputStream fis = new FileInputStream("C://Users//woshishabi//Desktop//Test.txt");
        //在文件输入流上套接一个对象输入流，从目标文件中取出对象的通道
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);

        //取出对象
        T t1 = (T) ois.readObject();
        //打印到屏幕上
        System.out.println(t1.i + " " + t1.j + " " + t1.k + " " + t1.z);
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
    catch (IOException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }

}

}

class T implements Serializable{

int i = 1;
int j = 2;
double z = 9.0;
int k = 14;

}

总结：

·InputStream/OutputStream

·Reader/Writer

·FileInputStream/FileoutputStream

·FileReader/FileWriter

·BufferedInputStream/BufferedOutoutStream

·BufferedTeader/BufferedWriter

·ByteArrayInputStream/ByteArrayOutputStream

·InputStreamReader/OutputStreamWriter

·DataInputStream/DataOutputStream

·PrintStream/PrintWriter

·ObjectInputStream/ObjectOutputStream

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