Java基础IO（流的概念）

流的概念

  流： 在Java中所有的数据都是使用流读写的。流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质就是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类。
  ①按照流向分：输入流，输出流
  ②按照处理数据的单位分：字节流（8位的字节）；字符流（16位的字节)
 
 

输入输出流

 输入就是将数据从各种输入设备(文件，键盘等)中读取到内存中
 输出正好相反，是将数据写入到各种输出设备(文件，显示器，磁盘等)
键盘就是一个标准的输入设备，而显示器就是一个标准的输出设备，但是文件既可以作为输入设备，又可以作为输出设备

 

字节流，字符流

  File类不支持文件内容处理，如果要处理文件内容，就必须要通过流的操作模式来完成
在java.io包中，流分为两种：字节流和字符流
①字节流：数据流中最小的数据单元是字节。InputStream，OutputStream
②字符流：数据流中最小的数据单元是字符，Java中的字符是Unicode编码，一个字符占用两个字节。Reader，Writer

 

一.字节流

1.FileInputStream和FileOutputStream

public class FileInputStream extends InputStream{}

·FileInputStream从文件系统中的某个文件中获得输入字节
·FileInputStream用于读取诸如图像数据之类的原始字节流

方法	解释
FileInputStream(File file)	通过打开与实际文件的连接创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的File对象file命名
FileInputStream(String name)	通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的路径命name命名

 
 

public class FileOutputStream extends OutputStream{}

·文件输出流是用于将数据写入到输出流File或一个FileDescriptor。文件是否可用或可能被创建取决于底层平台
·某些平台允许一次只能打开一个文件来写入一个FileOutputStream(或其他文件写入对象)。在这种情况下，如果涉及到的文件已经打开，则此类中的构造函数将失败

方法	解释
FileOutputStream(File file)	创建文件输出流以写入由指定的File对象表示的文件
FileOutputStream(String name)	创建文件输出流以指定的名称写入文件

 
 

复制图片代码示例：

package com.bit;

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

public class JavaIo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream fin=new FileInputStream("E:\\icons\\icons\\wode1.png");
        FileOutputStream fout=new FileOutputStream("E:\\icons\\wode1.png");

        int len=0;
        byte[] buff=new byte[1024];
        //从此输入流中将最多buff.length个字节的数据读入一个buff字节数组中
        while((len=fin.read(buff))!=-1){
            fout.write(buff,0,len);   //将指定字节数组buff中从偏移量0开始的len个字节写入此文件输出流
        }

        //关闭流
        fin.close();
        fout.close();
    }
}

运行结果（成功复制到指定路径）：
 

2.字节缓冲流BufferedInputStream和BufferedOutputStream

为什么要有缓冲流？
  当使用read()读取文件时，每读一个字节，访问一次硬盘，效率很低。当文件过大时，操作起来也不是很方便。因此要用到buffer缓冲流，当创建buffer对象时，会创建一个缓冲区数组。读一个文件时，先从硬盘中读到缓冲区，然后直接从缓冲区输出，效率更高

public class BufferedInputStream extends FilterInputStream

·BufferedInputStream为另一个输入流添加了功能，即缓冲输入和支持mark和reset方法的功能。当创建BufferedInputStream时，将创建一个内部缓冲区数组

方法	解释
BufferedInputStream(InputStream in)	创建一个BufferedInputStream并保存其参数，输入流in，供以后使用
BufferedInputStream(InputStream in,int size)	创建BufferedInputtream具有指定缓冲区大小,并保存其参数，输入流in，供以后使用

 
 

public class BufferedOutputStream extends FilterOutputStream

方法	解释
BufferedOutputStream(OutputStream out)	创建一个新的缓冲输出流，以将数据写入指定的底层输出流
BufferedOutputStream(OutputStream out,int size)	创建一个新的缓冲输出流，以便以指定的缓冲区大小将数据写入指定的底层输出流

 
 
 
文件拷贝代码示例：

package com.bit;

import java.io.*;

public class BufferedStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file=new File("bit.txt");
        if(!file.isFile()){
            return;
        }

        BufferedInputStream bfis=new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));
        BufferedOutputStream bfos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("src\\"+file.getName()));

        byte[] bytes=new byte[1024];
        int tmp=0;

        while((tmp=bfis.read(bytes))!=-1){
            bfos.write(bytes,0,tmp);
        }
        bfos.flush();
        bfos.close();
        bfis.close();
        System.out.println("copy成功！");
    }
}

运行结果(成功拷贝到src路径下)：

 
 
 
有无缓冲效率对比：

package com.bit;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class BufferRate {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file=new File("bit.txt");

        //缓冲流
        BufferedInputStream bfis=new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));
        int tmp=0;
        long time=System.currentTimeMillis();
        while((tmp=bfis.read())!=-1){
            //System.out.println((char)tmp);
        }
        time=System.currentTimeMillis()-time;
        bfis.close();
        System.out.println("缓冲流读取："+time+"ms");


        //非缓冲流
        FileInputStream fin=new FileInputStream(file);
        int tmp1=0;
        time=System.currentTimeMillis();
        while((tmp1=fin.read())!=-1){
            //System.out.println((char)tmp1);
        }
        time=System.currentTimeMillis()-time;
        fin.close();
        System.out.println("非缓冲流读取："+time+"ms");
    }
}

运行结果：

 
 
 

二.字符流

1.字符流FileReader和FileWriter

public class FileReader extends InputStreamReader

方法	解释
FileReader(File file)	创建一个新的FileReader，给出File读取
FileReader(String fileName)	创建一个新的FileReader，给定要读取的文件的名称

 
 

public class FileWriter extends OutputStreamWriter

方法	解释
FileWriter(File file)	给一个File对象构造一个FileWiter对象
FileWriter(String fileName)	构造一个给定文件名的FileWriter对象

 
 
复制文件代码示例:

package com.bit;

import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class CopyDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fr=new FileReader("E:\\icons\\icons\\bit.java");
        FileWriter fw=new FileWriter("E:\\icons\\bit.java");

        int ch;
        while((ch=fr.read())!=-1){
            fw.write(ch);
        }

       //释放资源
        fw.close();
        fr.close();
    }
}

运行结果（成功复制到指定路径）：

 
 
 
 

2.字符缓冲流BufferedReader和BufferedWriter

  为了提高字符流读写的效率，引入了缓冲机制，进行字符批量的读写，提高了单个字符读写的效率。
  当BufferedReader在读取文本文件时，会先尽量从文件中读入字符数据并放满缓冲区，之后使用read()方法，会先从缓冲区中进行读取。如果缓冲区数据不足，再次从文件中读取。

public class BufferedReader extends Reader

方法	解释
BufferedReader(Reader in)	创建使用默认大小的输入缓冲区的缓冲字符输入流
BufferedReader(Reader in,int size)	创建使用指定大小的输入缓冲区的缓冲字符输入流

 
 

public class BufferedWriter extends Writer

方法	解释
BufferedWriter(Writer out)	创建使用默认大小的输出缓冲区的缓冲字符输出流
BufferedWriter(Writer out,int size)	创建一个新的缓冲字符输出流，使用给定大小的输出缓冲区

 
 
文件拷贝代码示例：

package com.bit;

import java.io.*;

public class CopyDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader reader=new FileReader("E:\\icons\\icons\\bit.txt");
        BufferedReader breader=new BufferedReader(reader);

        FileWriter writer=new FileWriter("E:\\icons\\bit1.txt");
        BufferedWriter bwriter=new BufferedWriter(writer);

        String content="";
        while((content=breader.readLine())!=null){
            bwriter.write(content);
        }


        breader.close();
        reader.close();
        bwriter.close();
        writer.close();
    }
}

运行结果(成功拷贝)：

 

字节流和字符流对比

 1.字节流操作的基本单位是字节；字符流操作的基本单位为Unicode码元
 2.字节流在操作的时候本身不会用到缓冲区，是与文件本身直接操作的；而字符流在使用的时候使用到缓冲区
 3.所有文件的存储都是字节的存储，在磁盘上保留的是字节
 4.在使用字节流操作中，即使没有关闭资源，也能输出；而字符流不使用close方法不会输出任何内容
 
 
 

字符字节转换流

  转换的时候要用到OutputStreamWriter和InputStreamReader
InputStreamReader是Reader的子类，将输入的字节流转换成字符流

public class InputStreamReader extends Reader

·InputStreamReader是从字节流到字符流的桥：它读取字节，并使用指定的charset将其解码为字符

方法	解释
InputStreamReader(InputStream in)	创建一个使用默认字符集的InputStreamReader
InputStreamReader(InputStream in,Charset cs)	创建一个使用给定字符集的InputStreamReader

 
 
 

OutputStreamWriter是Writer的子类，将输出的字符流转换为字节流

public class OutputStreamWriter extends Writer

·OutputStreamWriter是字符流到字节流的桥：向其写入的字符编码成使用指定的字节charset

方法	解释
OutputStreamWriter(OutputStream out)	创建一个使用默认字符编码的OutputStreamWriter
OutputStreamWriter(OutputStream out，Charset cs)	创建一个使用给定字符编集的OutputStreamWriter