JavaSE知识点15java输入输出流详解

1 什么是IO？

• 1 Java的IO机制有流IO和块IO两种，核心库 java.io是大多数面向数据流的IO类的主要软件包；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。
• 2 流IO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的流IO提供了读写数据的标准方法。在Java中任何数据源的对象都支持数据流的方式进行数据的读写。
• 3 Java 流IO模型使用Decorator模式，按功能划分Stream，可以动态装配这些Stream，以便获得需要的功能。例如，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 数据流的概念

• 1 数据流是一串连续不断的数据的集合。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；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。采用数据流的目的就是使得输出输入独立于设备。

  
  
  

  IO stream
• 2 将数据从外存中读取到内存中的称为输入流。即输入流是将数据源（键盘、文件、网络…）中的数据读入到程序的通信通道。
  
  

  Input Stream
• 3 将数据从内存写入外存中的称为输出流。即输出流是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。
  
  

  Output Stream
• 4 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。

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， 以Unicode编码，一个字符占用两个字节。

• 5 流IO层次体系结构
  Java I/O主要包括如下几个层次，包含三个部分：
  1）流式部分即流IO的主体部分，如Input/OutputStrean类、Reader/Writer类和标准输入输出流等；
  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类等；
  3）其他类--文件读取部分的与安全相关的类，如：SerializablePermission类、FileSystem类和Win32FileSystem类等。
  
  

3 字节流

3.1 输入字节流

• 1 InputStream（二进制格式操作）： 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）。
• 2 Inputstream类的常用子类
  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
  
  
• 3 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。

3.2 输出字节流

• 1 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。
• 2 Outputstream类的常用子类

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

   
   
   

• 3 Outputstream类中的常用方法
  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。

4 字符流

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。

4.1 输入字符流

• 1 Reader抽象类，基于字符的输入操作。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。
• 2 常用子类
  1）FileReader :与FileInputStream对应
  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
  5）FilterReader: 允许过滤字符流
  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。
  
  
• 3 常用方法
  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/

4.2 输出字符流

• 1 Writer（文件格式操作）：抽象类，基于字符的输出操作。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。
• 2 常用子类
  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。
  2）chararrayWrite:与ByteArrayOutputStream对应 ,将字符缓冲器用作输出。
  3）PrintWrite:生成格式化输出。
  4）FilterWriter:用于写入过滤字符流。
  5）PipedWriter：与PipedOutputStream对应。
  6）StringWriter：无与之对应的以字节为导向的stream。
  
  
• 3 ** 常用方法**
  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。

5 如何选择IO流？

• 1 确定是数据源和数据目的（输入还是输出）
  源:输入流 InputStream 或 Reader
  目的:输出流 OutputStream 或 Writer
• 2 明确操作的数据对象是否是纯文本
  是:字符流Reader或Writer
  否:字节流InputStream或OutputStream
• 3 明确具体的设备。
  1）硬盘文件：FileInputStream 或 FileReader，FileOutputStream 或 FileWriter
  2）内存用数组byte[]：ByteArrayInputStream 或 ByteArrayOutputStream
  3）char[]：CharArrayReader 或 CharArrayWriter
  4）网络用Socket流
  5）键盘：System.in 或 System.out
• 4 否需要转换流
  就使用转换流InputStreamReader/OutputStreamWriter将Stream转化为Reader/Writer
• 5 否需要缓冲提高效率
  就加上Buffered：BufferedInputStream/BufferedOuputStream，以及BuffereaReader/BufferedWriter。

6 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。