6 io流

2023-12-31 14:33:04

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- - 1 初识io流

1 初识io流

IO，即in和out，也就是输入和输出，指应用程序和外部设备之间的数据传递，常见的外部设备包括文件、管道、网络连接。

Java 中是通过流处理IO 的，那么什么是流？

流（Stream），是一个抽象的概念，是指一连串的数据（字符或字节），是以先进先出的方式发送信息的通道。

当程序需要读取数据的时候，就会开启一个通向数据源的流，这个数据源可以是文件，内存，或是网络连接。类似的，当程序需要写入数据的时候，就会开启一个通向目的地的流。这时候你就可以想象数据好像在这其中“流”动一样。

一般来说关于流的特性有下面几点：

先进先出：最先写入输出流的数据最先被输入流读取到。
顺序存取：可以一个接一个地往流中写入一串字节，读出时也将按写入顺序读取一串字节，不能随机访问中间的数据。（RandomAccessFile除外）
只读或只写：每个流只能是输入流或输出流的一种，不能同时具备两个功能，输入流只能进行读操作，对输出流只能进行写操作。在一个数据传输通道中，如果既要写入数据，又要读取数据，则要分别提供两个流。
3.2 IO流分类
IO流主要的分类方式有以下3种：
按数据流的方向：输入流、输出流
按功能：字符流，字节流
按名字：字符输入流，字符输出流，字节输入流，字节输出流。

1.1 输入流与输出流

输入与输出是相对于应用程序而言的，比如文件读写，读取文件是输入流，写文件是输出流，这点很容易搞反。

1.2 字节流与字符流

字节流和字符流的用法几乎完全一样，区别在于字节流和字符流所操作的数据单元不同，字节流操作的单元是数据单元是8位的字节，字符流操作的是数据单元为16位的字符。
为什么要有字符流？Java中字符是采用Unicode标准，Unicode 编码中，一个英文字母或一个中文汉字为两个字节。

而在UTF-8编码中，一个中文字符是3个字节。例如下面图中，“云深不知处”5个中文对应的是15个字节：-28-70-111-26-73-79-28-72-115-25-97-91-27-92-124

那么问题来了，如果使用字节流处理中文，如果一次读写一个字符对应的字节数就不会有问题，一旦将一个字符对应的字节分裂开来，就会出现乱码了。为了更方便地处理中文这些字符，Java就推出了字符流。

字节流和字符流的其他区别：

字节流一般用来处理图像、视频、音频、PPT、Word等类型的文件。字符流一般用于处理纯文本类型的文件，如TXT文件等，但不能处理图像视频等非文本文件。用一句话说就是：字节流可以处理一切文件，而字符流只能处理纯文本文件。
字节流本身没有缓冲区，缓冲字节流相对于字节流，效率提升非常高。而字符流本身就带有缓冲区，缓冲字符流相对于字符流效率提升就不是那么大了。

1.3 File类

File类是用来操作文件的类，但它不能操作文件中的数据。
File类实现了Serializable、 Comparable，它是支持序列化和排序的。
File类的构造方法

File类的常用方法

代码1：

public class FileTest {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("D:\\iotest");
        boolean state=file.exists();
        System.out.println(state);

        File file1 = new File("D:\\iotest\\file\\test01");
        boolean state1=file1.exists();
        if(!state1){
            file1.mkdirs();//创建多级文件夹
        }

        File file2 = new File("D:\\iotest\\file\\test01\\a.txt");
        if(!file2.exists()){
            try {
                file2.createNewFile();//创建一个文件
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        File file3=new File("D:\\qy141");
        File[] lists=file3.listFiles();//子文件
        for(File f1:lists){
            System.out.println(f1.getAbsolutePath());
        }
    }

查找文件：

public class FileTools {
    public static void main(String[] args) {
        File file3=new File("D:\\qy141");
        bianli(file3);
    }
    public static void bianli(File file){
        File[] lists=file.listFiles();//子文件
        for(File f1:lists){
            System.out.println(f1.getAbsolutePath());
            if(f1.isDirectory()){
                bianli(f1);//递归：自己调用自己
            }
        }
        
    }
}

1.4 字节流

InputStream与OutputStream是两个抽象类，是字节流的基类，所有具体的字节流实现类都是分别继承了这两个类。

InputStream的关系继承图

InputStream：InputStream是所有字节输入流的抽象基类，前面说过抽象类不能被实例化，实际上是作为模板而存在的，为所有实现类定义了处理输入流的方法。
FileInputSream：文件输入流，一个非常重要的字节输入流，用于对文件进行读取操作。
PipedInputStream：管道字节输入流，能实现多线程间的管道通信。
ByteArrayInputStream：字节数组输入流，从字节数组(byte[])中进行以字节为单位的读取，也就是将资源文件都以字节的形式存入到该类中的字节数组中去。
FilterInputStream：装饰者类，具体的装饰者继承该类，这些类都是处理类，作用是对节点类进行封装，实现一些特殊功能。
DataInputStream：数据输入流，它是用来装饰其它输入流，作用是“允许应用程序以与机器无关方式从底层输入流中读取基本 Java 数据类型”。
BufferedInputStream：缓冲流，对节点流进行装饰，内部会有一个缓存区，用来存放字节，每次都是将缓存区存满然后发送，而不是一个字节或两个字节这样发送，效率更高。
ObjectInputStream：对象输入流，用来提供对基本数据或对象的持久存储。通俗点说，也就是能直接传输对象，通常应用在反序列化中。它也是一种处理流，构造器的入参是一个InputStream的实例对象。
OutputStream类继承关系图：

字节流方法

字节输入流InputStream主要方法：

public static void main(String[] args) {
    /*File file3=new File("D:\\qy141");
    bianli(file3);*/
    File f1=new File("D:\\java01\\Class07.java");//文本文件
    read(f1);
}

//读得必须是一个文件
public static void read(File file){
    //流——输入——字节输入流——基础流
    try {
        InputStream is=new FileInputStream(file);
        //读
        int a;
        int[] ints=new int[1024];
        int i=0;
        for(;(a=is.read())!=-1;i++){
            ints[i]=a;//d读取得内容放到数组
        }
        System.out.println(new String(ints,0,i));
        //只将读取得转换，空得数组不转换
        is.close();
        /*1.读出来得东西看不懂   什么时候到头不知道 效率低
        int a=is.read();//01010101
        System.out.println(a);
        a=is.read();//01010101
        System.out.println(a);*/
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}
循环读取：
public static void main(String[] args) {
    /*File file3=new File("D:\\qy141");
    bianli(file3);*/
    File f1=new File("D:\\qy141\\java01\\src\\java01\\Class07.java");//文本文件
    read(f1);
}
public static void read2(File file){
    try {
        InputStream is = new FileInputStream(file);
        byte[] bytes=new byte[100];
        int length;
        while((length=is.read(bytes))!=-1){
            System.out.println(new String(bytes,0,length));
            //避免空的  避免重复得转换
        }
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}

字节输出流OutputStream主要方法：

public static void write1(){
    File file = new File("D:\\iotest\\a.txt");
    if(!file.exists()){
        try {
            file.createNewFile();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    try {
        //字节流   输出流    基础流
        OutputStream os=new FileOutputStream(file,true);//默认：覆盖书写  append：true
        //写东西
        //os.write(120);8个01对应的数字——一个字节
        String str="Hello World！";
        byte[] bytes=str.getBytes();
        os.write(bytes);
        os.flush();//强制将缓存中的东西推送到琉——刷新缓存
        os.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }


}
字节包装流——缓冲流 
	构造1：BufferedInputStream(InputStream in)
	构造2：BufferedInputStream(InputStream in,int size)
	      第一种形式的构造方法创建带有32个字节缓冲区的缓冲流
	 第二种形式的构造方法按指定的大小来创建缓冲区
	BufferedOutputStream()
	构造1：BufferedOutputStream(OutputStream in)
	构造2：BufferedOutputStream(OutputStream in,int size)
public static void read3(){
    File f1=new File("D:\\qy141\\java01\\src\\java01\\Class07.java");//文本文件
    try {
        InputStream is = new FileInputStream(f1);
        BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(is);//参数：基础流——提供了额外的功能——缓存区
        byte[] bytes=new byte[100];//缓存数组
        int length;
        while((length=bis.read(bytes))!=-1){//length=is.read(bytes)读取然后返回得读取得长度
            System.out.println(new String(bytes,0,length));//避免空得  避免得重复得转换
        }
        bis.close();
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}

public static void write2(){
    try {
        //字节流   输出流    基础流
        OutputStream os=new FileOutputStream("D:\\iotest\\b.txt",true);//默认：覆盖书写  append：true
        BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(os);
        //写东西
        String str="Hello World！";
        byte[] bytes=str.getBytes();
        bos.write(bytes);
        bos.flush();//强制将缓存中的东西推送到琉——刷新缓存
        bos.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

文件拷贝：
// 对文件做读写——文本文件——其他没有办法直接都城文本或者写文本
// 拷贝——文件转换成输入流——写道输出流中——所以：什么文件都行
//61090

public static void copy1(File oldfile){
    File fileNew=new File("D://12号New.zip");
    //将原文件转成输入流
    try {
        long l1=System.currentTimeMillis();
        InputStream  is=new FileInputStream(oldfile);
        //将目的文件转成输出流
        OutputStream os=new FileOutputStream(fileNew);
        //将输入流读取——写道输出流
        int length;
        byte[] bytes=new byte[1024];
        while((length=is.read(bytes))!=-1){
            os.write(bytes,0,length);
        }
        os.flush();
        os.close();
        is.close();
        long l2=System.currentTimeMillis();
        System.out.println(l2-l1);
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}
//17002
public static void copy2(File oldfile){
    File fileNew=new File("D://12号New.zip");
    //将原文件转成输入流
    try {
        long l1=System.currentTimeMillis();
        InputStream  is=new FileInputStream(oldfile);
        BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(is);
        //将目的文件转成输出流
        OutputStream os=new FileOutputStream(fileNew);
        BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(os);
        //将输入流读取——写道输出流
        int length;
        byte[] bytes=new byte[1024];
        while((length=bis.read(bytes))!=-1){
            bos.write(bytes,0,length);
        }
        bos.flush();
        bos.close();
        bis.close();
        long l2=System.currentTimeMillis();
        System.out.println(l2-l1);
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

字节包装流：——对象流（序列化）

功能：new Student(“zs”,11)——这个对象存储起来——文件中
对象：new Array Map Studentnew的一个个对象——原本堆区——内存
存储放到其他的地方：
文件中——：首先将对象序列化：对象以特殊形式进行转换，获取一个字符串的东西——序列化——写到文件（对象流：对象进行序列化写道文件）
序列化：对象-》字节
做缓存。

	public static void duixiang(){
    //将对象写道文件里
    try {
        OutputStream os=new FileOutputStream("D://iotest//aaa.obj");
        ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(os);
        Student stu=new Student("zs",11);//序列化,必须实现Serializable 接口
        oos.writeObject(stu);
        oos.flush();
        oos.close();

        InputStream is=new FileInputStream("D://iotest//aaa.obj");
        ObjectInputStream  ois=new ObjectInputStream(is);
        Student stu1= (Student) ois.readObject();//文件中
        System.out.println(stu1.getAge()+"---"+stu1.getName());
        System.out.println(stu1);
        System.out.println(stu);

    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

1.5 字符流

与字节流类似，字符流也有两个抽象基类，分别是Reader和Writer。其他的字符流实现类都是继承了这两个类。
以Reader为例，它的主要实现子类如下图：

InputStreamReader：从字节流到字符流的桥梁（InputStreamReader构造器入参是FileInputStream的实例对象），它读取字节并使用指定的字符集将其解码为字符。它使用的字符集可以通过名称指定，也可以显式给定，或者可以接受平台的默认字符集。
BufferedReader：从字符输入流中读取文本，设置一个缓冲区来提高效率。BufferedReader是对InputStreamReader的封装，前者构造器的入参就是后者的一个实例对象。
FileReader：用于读取字符文件的便利类，new FileReader(File file)等同于new InputStreamReader(new FileInputStream(file, true),"UTF-8")，但FileReader不能指定字符编码和默认字节缓冲区大小。
PipedReader ：管道字符输入流。实现多线程间的管道通信。
CharArrayReader：从Char数组中读取数据的介质流。
StringReader ：从String中读取数据的介质流。

Writer与Reader结构类似，方向相反，不再赘述。唯一有区别的是，Writer的子类PrintWriter。
字符流方法
字符输入流Reader主要方法：

public static void copy3(File oldFile){
    File newFile=new File("D:\\iotest\\aa.txt");

    try {
        Reader reader=new FileReader(oldFile);
        Writer writer=new FileWriter(newFile);

        char[] chars=new char[1024];
        int length;
        while((length=reader.read(chars))!=-1){
            writer.write(chars,0,length);
        }
        writer.write("已经拷贝完毕");
        writer.flush();
        writer.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

字符输出流Writer主要方法：
另外，字符缓冲流还有两个独特的方法。
BufferedWriter类newLine() ：写入一个行分隔符。这个方法会自动适配所在系统的行分隔符。
BufferedReader类readLine() ：读取一个文本行。

public static void main(String[] args) {
    copy4(new File("D:\\iotest\\a.txt"));
    //duixiang();
}
public static void copy4(File oldFile){
    File newFile=new File("D:\\iotest\\aa.txt");
    try {
        Reader reader=new FileReader(oldFile);
        BufferedReader bread=new BufferedReader(reader);
        Writer writer=new FileWriter(newFile);
        BufferedWriter bwriter=new BufferedWriter(writer);
        char[] chars=new char[1024];
        int length;
        while((length=bread.read(chars))!=-1){
            bwriter.write(chars,0,length);
        }
        bwriter.newLine();
        bwriter.write("已经拷贝完毕");
        bwriter.flush();
        bwriter.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

1.6 转换流：

InputStreamReader和OutputStreamWriter是字节流和字符流之间的转换类
InputStreamReader(InputStream in)：类是从字节流到字符流的桥接器：它使用指定的字符集读取字节并将它们解码为字符

FileReader:将读取的字节转换成字符，默认的——发生乱码
OutputStreamWriter（outPutStream os）；是字符通向字节流的桥梁：可以指定的charset将要写入流中的字符编码成字节。(编码：能看懂的字符变为看不懂的字节)

InputStreamReader(InputStream in，“gb2312”); //将读取的字节流抓换成字符流	_可以指明编码格式
OutputStreamWriter（outPutStream os”utf-8”）； //将书写的字符转换成字节流——可以指明编码格式

	public static void main(String[] args) {
    //源文件：GBK  java环境：utf-8,新建的文件Utf-8
    // 读--字节---java环境：utf-8转换成字符
    // 写——字符---java的utf-8，转换成字节，然后写的文件
    copy5(new File("D:\\iotest\\WebSocketTest.java"));
    //duixiang();
}

public static void copy5(File oldFile){
    File newFile=new File("D:\\iotest\\WebSocketTestNew.java");
    try {
        InputStream is=new FileInputStream(oldFile);// 字节
        InputStreamReader reader=new InputStreamReader(is,"gbk");//按照GBK将字节转换成字符

        OutputStream os=new FileOutputStream(newFile);
        // 写的时候  字符   底层  转成字节
        OutputStreamWriter writer=new OutputStreamWriter(os,"utf-8");//写的字符按照utf-8取字节


        char[] chars=new char[1024];
        int length;
        while((length=reader.read(chars))!=-1){
            writer.write(chars,0,length);
        }
        writer.write("已经拷贝完毕");
        writer.flush();
        writer.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

码农公寓