java.io(Input/Output)使用详解

目录

1、流(Stream)
2、流的分类
3、java.io包下的所有类的结构
--3.1、InputStream
----3.1.1、常用的字节输入流
--3.2、OutputStream
----3.2.1、常用的字节输出流
--3.3、Reader
----3.3.1、常用的字符输入流
--3.4、Writer
----3.4.1、常用的字符输出流
--3.5、File
--3.6、RandomAcessFile

Java的核心库java.io提供了全面的IO接口。包括：文件读写、标准设备输出等。Java中IO是以流为基础进行输入输出的，所有数据被串行化写入输出流，或者从输入流读入。

1、流(Stream)

流是一个很形象的概念，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。

2、流的分类

按流向分:

输入流: 程序可以从中读入数据的流。
输出流: 程序能向其中出数据的流。

按数据传输单位分:

字节流: 以字节为单位传输数据的流。
字符流: 以字符为单位传输数据的流。

按功能分:

节点流(低级流): 用于直接操作目标设备的流。
过滤流(高级流): 是对一个已存在的流的链接和封装，通过对数据进行处理为程序提供功能强大、灵活的读写功能。

3、java.io包下的所有类的结构

java-io.png

3.1、InputStream

public abstract class InputStream extends Object implements Closeable

InputStream:所有字节输入流的父类，所有的字节输入流都要继承该类。

3.1.1、常用的字节输入流

FileInputStream(文件输入流)：

从文件系统中的某个文件中获得输入字节。哪些文件可用取决于主机环境。FileInputStream 用于读取诸如图像数据之类的原始字节流。

具体使用方法请参考:FileInputStream与FileOutputStream的基本使用详解
ObjectInputStream(对象输入流):

ObjectInputStream 对以前使用 ObjectOutputStream 写入的基本数据和对象进行反序列化。

ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 分别与 FileOutputStream 和 FileInputStream 一起使用时，可以为应用程序提供对对象图形的持久存储。ObjectInputStream 用于恢复那些以前序列化的对象。其他用途包括使用套接字流在主机之间传递对象，或者用于编组和解组远程通信系统中的实参和形参。

ObjectInputStream 确保从流创建的图形中所有对象的类型与 Java 虚拟机中显示的类相匹配。使用标准机制按需加载类。

只有支持 java.io.Serializable 或 java.io.Externalizable 接口的对象才能从流读取。

具体使用方法请参考:ObjectOutputStream和ObjectInputStream的基本使用详解
PipedInputStream(管道输入流):

管道输入流应该连接到管道输出流；管道输入流提供要写入管道输出流的所有数据字节。通常，数据由某个线程从 PipedInputStream 对象读取，并由其他线程将其写入到相应的 PipedOutputStream。不建议对这两个对象尝试使用单个线程，因为这样可能死锁线程。管道输入流包含一个缓冲区，可在缓冲区限定的范围内将读操作和写操作分离开。如果向连接管道输出流提供数据字节的线程不再存在，则认为该管道已损坏。
BufferedInputStream(缓冲字节输入流):

BufferedInputStream 为另一个输入流添加一些功能，即缓冲输入以及支持 mark 和 reset 方法的能力。在创建 BufferedInputStream 时，会创建一个内部缓冲区数组。在读取或跳过流中的字节时，可根据需要从包含的输入流再次填充该内部缓冲区，一次填充多个字节。mark 操作记录输入流中的某个点，reset 操作使得在从包含的输入流中获取新字节之前，再次读取自最后一次 mark 操作后读取的所有字节。

具体使用方法请参考:BufferedInputStream和BufferedOutputStream基本使用详解

3.2、 OutputStream

public abstract class OutputStream extends Object implements Closeable, Flushable

OutputStream：所有字节输出流的父类，所有的字节输出流都要继承该类。

3.2.1、常用的字节输出流

FileOutputStream(文件输出流):

文件输出流是用于将数据写入 File 或 FileDescriptor 的输出流。文件是否可用或能否可以被创建取决于基础平台。特别是某些平台一次只允许一个 FileOutputStream（或其他文件写入对象）打开文件进行写入。在这种情况下，如果所涉及的文件已经打开，则此类中的构造方法将失败。

具体使用方法请参考:FileInputStream与FileOutputStream的基本使用详解
ObjectOutputStream(对象输出流):

ObjectOutputStream 将 Java 对象的基本数据类型和图形写入 OutputStream。可以使用 ObjectInputStream 读取（重构）对象。通过在流中使用文件可以实现对象的持久存储。如果流是网络套接字流，则可以在另一台主机上或另一个进程中重构对象。

只能将支持 java.io.Serializable 接口的对象写入流中。每个 serializable 对象的类都被编码，编码内容包括类名和类签名、对象的字段值和数组值，以及从初始对象中引用的其他所有对象的闭包。

具体使用方法请参考:ObjectOutputStream和ObjectInputStream的基本使用详解
PipedOutputStream(管道输出流):

可以将管道输出流连接到管道输入流来创建通信管道。管道输出流是管道的发送端。通常，数据由某个线程写入 PipedOutputStream 对象，并由其他线程从连接的 PipedInputStream 读取。不建议对这两个对象尝试使用单个线程，因为这样可能会造成该线程死锁。如果某个线程正从连接的管道输入流中读取数据字节，但该线程不再处于活动状态，则该管道被视为处于毁坏状态。
BufferedOutputStream(字节缓冲输出流):

该类实现缓冲的输出流。通过设置这种输出流，应用程序就可以将各个字节写入底层输出流中，而不必针对每次字节写入调用底层系统。

具体使用方法请参考:BufferedInputStream和BufferedOutputStream基本使用详解

3.3、Reader

public abstract class Reader extends Object implements Readable, Closeable

Reader:所有字符输入流的父类，所有的字符输入流都要继承该类。

3.3.1、常用的字符输入流

BufferedReader(缓冲字符输入流):

从字符输入流中读取文本，缓冲各个字符，从而实现字符、数组和行的高效读取。可以指定缓冲区的大小，或者可使用默认的大小。大多数情况下，默认值就足够大了。

具体使用方法请参考:PrintWriter、BufferedWriter以及BufferredReader基本使用详解
InputStreamReader(字符输入流):

InputStreamReader 是字节流通向字符流的桥梁：它使用指定的 charset 读取字节并将其解码为字符。它使用的字符集可以由名称指定或显式给定，或者可以接受平台默认的字符集。

每次调用 InputStreamReader 中的一个 read() 方法都会导致从底层输入流读取一个或多个字节。要启用从字节到字符的有效转换，可以提前从底层流读取更多的字节，使其超过满足当前读取操作所需的字节。为了达到最高效率，可要考虑在 BufferedReader 内包装 InputStreamReader。

具体使用方法请参考:OutputStreamWriter和InputStreamReader的基本使用详解

3.4、Writer

public abstract class Writer extends Object implements Appendable, Closeable, Flushable

Writer：所有字符输出流的父类，所有的字符输出流都要继承该类

3.4.1、常用的字符输出流

BufferedWriter(缓冲字符输出流):

将文本写入字符输出流，缓冲各个字符，从而提供单个字符、数组和字符串的高效写入。

可以指定缓冲区的大小，或者接受默认的大小。在大多数情况下，默认值就足够大了。

该类提供了 newLine() 方法，它使用平台自己的行分隔符概念，此概念由系统属性 line.separator 定义。并非所有平台都使用新行符 (‘\n’) 来终止各行。因此调用此方法来终止每个输出行要优于直接写入新行符。

具体使用方法请参考:PrintWriter、BufferedWriter以及BufferredReader基本使用详解
OutputStreamWriter(字符输出流):

OutputStreamWriter 是字符流通向字节流的桥梁：可使用指定的 charset 将要写入流中的字符编码成字节。它使用的字符集可以由名称指定或显式给定，否则将接受平台默认的字符集。

每次调用 write() 方法都会导致在给定字符（或字符集）上调用编码转换器。在写入底层输出流之前，得到的这些字节将在缓冲区中累积。可以指定此缓冲区的大小，不过，默认的缓冲区对多数用途来说已足够大。注意，传递给 write() 方法的字符没有缓冲。

为了获得最高效率，可考虑将 OutputStreamWriter 包装到 BufferedWriter 中，以避免频繁调用转换器。

具体使用方法请参考:OutputStreamWriter和InputStreamReader的基本使用详解
PrintWriter:

向文本输出流打印对象的格式化表示形式。此类实现在 PrintStream 中的所有 print 方法。它不包含用于写入原始字节的方法，对于这些字节，程序应该使用未编码的字节流进行写入。

与 PrintStream 类不同，如果启用了自动刷新，则只有在调用 println、printf 或 format 的其中一个方法时才可能完成此操作，而不是每当正好输出换行符时才完成。这些方法使用平台自有的行分隔符概念，而不是换行符。

具体使用方法请参考:PrintWriter、BufferedWriter以及BufferredReader基本使用详解

3.5、 File

public class File extends Object implements Serializable, Comparable

用户界面和操作系统使用与系统相关的路径名字符串来命名文件和目录。

具体使用方法请参考:File类的基本使用详解

3.6、RandomAcessFile

public class RandomAccessFile extends Object implements DataOutput, DataInput, Closeable

此类的实例支持对随机访问文件的读取和写入。随机访问文件的行为类似存储在文件系统中的一个大型 byte 数组。存在指向该隐含数组的光标或索引，称为文件指针；输入操作从文件指针开始读取字节，并随着对字节的读取而前移此文件指针。如果随机访问文件以读取/写入模式创建，则输出操作也可用；输出操作从文件指针开始写入字节，并随着对字节的写入而前移此文件指针。写入隐含数组的当前末尾之后的输出操作导致该数组扩展。该文件指针可以通过 getFilePointer 方法读取，并通过 seek 方法设置。通常，如果此类中的所有读取例程在读取所需数量的字节之前已到达文件末尾，则抛出 EOFException（是一种 IOException）。如果由于某些原因无法读取任何字节，而不是在读取所需数量的字节之前已到达文件末尾，则抛出 IOException，而不是 EOFException。需要特别指出的是，如果流已被关闭，则可能抛出 IOException。

具体使用方法请参考:RandomAcessFile类基本使用详解

2018-04-25