JAVA I/O流 字符流和字节流、节点流和处理流(包装流、过滤流)、缓冲流

一、相关概念

I/O流: Input/Output Stream，文件输入输出流。

1、分类：

• 输入流 和 输出流：(站在程序的角度) 根据读写操作/数据流动的方向区分。

  • 其中输入流就是指读取文件中的内容输入到程序中的流，也就是读文件。
  • 其中输出流就是指将程序中的内容输出到文件中的流，也就是写文件。

• 字节流 和 字符流：根据读写操作的基本单位分。

  • 参考: https://blog.csdn.net/yogima/article/details/78705411
  • 其中字节流就是指以字节为基本单位进行读写的流，可以处理任何文件。字节（8位 )
  • 字符流就是指以字符(2个字节)为基本单位进行读写的流，只能处理文本文件。字符(16位)。Reader和Writer

• 数据传输方式：

  • 节点流(Node Stream 直接和文件打交道)
  • 包装流(又称处理流、过滤流、缓冲流)程序和文件之间有管道，不直接接触。

• 缓冲流：

  • 什么是缓冲流:参考 https://www.cnblogs.com/aademeng/articles/10880511.html
  • 意义：在内存与硬盘之间创建一个大小合适的缓冲区，当内存和硬盘进行数据访问时，能提高访问硬盘的次数，提高效率。
    • 是一个包装流,目的起缓冲作用.包括：
    • BufferedInputStream:字节输入缓冲流
    • BufferedOutputStream:字节输出缓冲流
    • BufferedReader:字符输入缓冲流
    • BufferedWriter::字符输出缓冲流
      
      
      

区别和联系

1、节点流和处理流

• （1）节点流是低级流,直接跟数据源相接。

  • 处理流(也叫包装流)把节点流包装了一层,属于修饰器设计模式，不会直接与数据源相连，通过处理流来包装节点流既可以消除不同节点流的实现差异，也可以提供更方便的方法来完成输入输出。

• （2）处理流的功能主要体现在以下两个方面:

  • 1.性能的提高:主要以增加缓冲的方式来提高输入输出的效率。
  • 2.操作的便捷:处理流可能提供了一系列便捷的方法来一次输入输出大批量的内容,而不是输入/输出一个或多个水滴处理流可以嫁接在任何已存在的流的基础上。

• 节点流(Node Stream) ：直接与原始数据存在的特定介质（如磁盘文件或其他外部设备、内存某区域或其他程序）打交道的流，在流的序列中离程序最远。

• 过滤流 (Filter Stream)：使用其它的流作为输入源或输出目的地，对流中的数据提供进一步处理的流。其他的流可以是节点流，也可以是另一种过滤流。过滤流不能单独使用。

• 一个输入流链或输出流链中一定有且只有一个节点流；可以没有，也可以有多个过滤流。

2、字符流和字节流

代码

• 1、字节流： InputStream和OutputStream
  • InputStream

    InputStream是抽象类，不能直接用new InputStream()构造实例。 FileInputStream是InputStream的子类，可以生成实例。 FileInputStream有三个构造方法，最常用的构造方法如下：
    
    Public FileInputStream(String fileName) throws FileNotFoundException
    Public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException
    //fileName用来指定输入文件名及其路径，file是一个File对象
    
    InputStream类的read()方法：逐字节以二进制的原始方式读取数据
    
    public int read();//读入一个字节，-1表示无
    public int read(byte b[]);//返回读入的字节数
    public int read(byte[] b,int off.int len);//返回从某个位置开始制定长度的字节数
    

  • OutputStream

    构造方法：
    OutputStream是抽象类，不能直接用new OutputStream()构造实例。 FileOutputStream是OutputStream的子类，可以生成实例。 FileOutputStream最常用的构造方法如下：
    
    Public FileOutputStream(String name) throws FileNotFoundException
    Public FileOutputStream(String name,boolean append) throws FileNotFoundException
    //Name用来指定输入文件名及其路径，append为true时数据将添加到文件已有内容的末尾
    
    常用方法:
    //写一个字节
    void write( int ) throws IOException 
    //关闭输出流
    void close( ) throws IOException 
    //强行将缓冲区的数据写到目的地。
    void flush( ) throws IOException 
    //写一个字节数组
    void write(byte[ ] b) throws IOException 
        void write(byte[ ] b, int offset, int length ) throws IOException 
    

• 利用字节流复制文件

import java.io.*;
class CopyAFile 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        InputStream in;
        OutputStream out;
        try
        {
            in=new FileInputStream("test.txt");
            out=new FileOutputStream("copyResult.txt");
//          out=new FileOutputStream("copyResult.txt",true);
            int aByte;
            aByte=in.read();
            while (aByte!=-1)
            {
                out.write(aByte);
                aByte=in.read();
            }
            in.close();
            out.close();
            System.out.println("文件复制完毕。test.txt已经复制到copyResult.txt中。");
        }
        catch(FileNotFoundException e)
        {
            System.out.println("当前目录下文件test.txt不存在！");
        }
        catch(IOException e)
        {
            System.out.println("发生输入输出错误！");
        }
    }
}

• 2、字符流: Reader和Writer

  • 字符（16位）流不一定对应两个字节，要考虑到编码问题。
  • 只能操作文本文件。

  Reader类读取的是字符，而不是字节。 
  Reader类的重要方法read()：
  
  public int read();//需要将int转为char
  public int read(char b[]);
  public int read(char[] b,int off,int len)
  

• 3、滤流和节点流的套接：

InputStream in;
in=new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.txt"));
BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(file));

BufferedReader in2 = new BufferedReader(new inputStreamReader(new FileInputStream(file),"utf-8"));
s = in2.readLine();

嵌套的IO流关闭的问题

参考：https://blog.csdn.net/menghuanzhiming/article/details/77945822

• 当然完全可以只关闭处理流，不用关闭节点流。处理流关闭的时候，会调用其处理的节点流的关闭方法

一般情况下是：

• 先打开的后关闭，后打开的先关闭；
• 另一种情况：看依赖关系，如果流a依赖流b，应该先关闭流a，再关闭流b
• 例如处理流a依赖节点流b，应该先关闭处理流a，再关闭节点流b
• 如果将节点流关闭以后再关闭处理流，会抛出IO异常；