前言:刚开学,网课比较多,博客断更了1周,今天周四,终于公休了,借着本学期开的java网络编程课,再把就旧知识复习一下,前言为笔者写给自己看,一种习惯。
什么是I/O流呢?我们经常需要将数据从一个地方传输到另外一个地方,这个工作通常是由程序完成的,程序从数据源读取数据,再将数据传送到目的地,实现了数据的流动,其中数据从数据源流动到程序,称为输入流;从程序流动到目的地,称为输出流。
Java IO中常用的类
Java.io包中最重要的就是5个类和一个接口。
5个类指的是File、OutputStream、InputStream、Writer、Reader;
1个接口指的是Serializable.
掌握了这些IO的核心操作那么对于Java中的IO体系也就有了一个初步的认识了~
Java流类的类结构图
注:下文部分内容转自cq指尖代码~的文章,如有侵权,联系删除。
Java 的 IO 主要包含两个部分:
1.流式部分:是 IO 的主体部分,也是本文介绍的重点, 流式部分根据流向分为输入流(InputStream/Reader)和输出流(OutputStream/Writer), 根据数据不同的操作单元,分为字节流(InputStream/OutputStream)和字符流(Reader/Writer),依据字节流和字符流,Java 定义了用来操作数据的抽象基类InputStream/OutputStream 和 Reader/Writer,再根据不同应用场景(或功能),在这两种抽象基类上基于数据载体或功能派上出很多子类,用来满足文件,网络,管道等不同场景的 IO 需求,从而形成了 Java 的基本 IO 体系。
下面是 Java IO 体系中常用的流类:
2.非流式部分:主要包含一些辅助流式部分的类,如: SerializablePermission 类、File 类、RandomAccessFile 类和 FileDescriptor 等;
节点流和处理流
Java io 分类方式有很多,根据是否直接处理数据,Java io又分为节点流和处理流,节点流是真正直接处理数据的;处理流是装饰加工节点流的。
节点流
1.文件流:FileInputStream,FileOutputStrean,FileReader,FileWriter,它们都会直接操作文件,直接与 OS 底层交互。因此他们被称为节点流 ,注意:使用这几个流的对象之后,需要关闭流对象,因为 java 垃圾回收器不会主动回收。不过在 Java7 之后,可以在 try() 括号中打开流,最后程序会自动关闭流对象,不再需要显示地 close。
2.数组流:ByteArrayInputStream,ByteArrayOutputStream,CharArrayReader,CharArrayWriter,对数组进行处理的节点流。
3.字符串流:StringReader,StringWriter,其中 StringReader 能从 String 中读取数据并保存到 char 数组。
4.管道流:PipedInputStream,PipedOutputStream,PipedReader,PipedWrite,对管道进行处理的节点流。
处理流
处理流是对一个已存在的流的连接和封装,通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如 BufferedReader。
处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。
常用处理流(通过关闭处理流里面的节点流来关闭处理流)
1.缓冲流 :BufferedImputStrean,BufferedOutputStream,BufferedReader ,BufferedWriter,需要父类作为参数构造,增加缓冲功能,避免频繁读写硬盘,可以初始化缓冲数据的大小,由于带了缓冲功能,所以就写数据的时候需要使用 flush 方法,另外,BufferedReader 提供一个 readLine( ) 方法可以读取一行,而 FileInputStream 和 FileReader 只能读取一个字节或者一个字符,因此 BufferedReader 也被称为行读取器。
2.转换流:InputStreamReader,OutputStreamWriter,要 inputStream 或 OutputStream 作为参数,实现从字节流到字符流的转换,我们经常在读取键盘输入(System.in)或网络通信的时候,需要使用这两个类。
3.数据流:DataInputStream,DataOutputStream,提供将基础数据类型写入到文件中,或者读取出来。
字节输入流
下面是 IO 中输入字节流的继承关系。
总结:
1.InputStream 是所有的输入字节流的父类,它是一个抽象类。
2.PushbackInputStream、DataInputStream 和 BufferedInput Stream都是处理流,他们的的父类是 FilterInputStream。
3.ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流,它们分别从 Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据。
InputStream 中的三个基本的读方法
1.abstract int read() :读取一个字节数据,并返回读到的数据,如果返回 -1,表示读到了输入流的末尾。
2.int read(byte[] b) :将数据读入一个字节数组,同时返回实际读取的字节数。如果返回-1,表示读到了输入流的末尾。
3.int read(byte[] b, int off, int len) :将数据读入一个字节数组,同时返回实际读取的字节数。如果返回 -1,表示读到了输入流的末尾。off 指定在数组 b 中存放数据的起始偏移位置;len 指定读取的最大字节数。
字节输出流
下面是 IO 中输出字节流的继承关系。
OutputStream
ByteArrayOutputStream
FileOutputStream
FilterOutputStream
BufferedOutputStream
DataOutputStream
PrintStream
ObjectOutputStream
PipedOutputStream
总结:
1.OutputStream 是所有的输出字节流的父类,它是一个抽象类。
2.ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是两种基本的介质流,它们分别向 Byte 数组、和本地文件中写入数据。
3.PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据。
4.BufferedOutputStream、DataOutputStream 和 PrintStream 都是处理流,他们的的父类是 FilterOutputStream。
outputStream中的三个基本的写方法
1.abstract void write(int b):往输出流中写入一个字节。
2.void write(byte[] b) :往输出流中写入数组b中的所有字节。
3.void write(byte[] b, int?off, int?len) :往输出流中写入数组 b 中从偏移量 off 开始的 len 个字节的数据。
其它重要方法:
void flush() :刷新输出流,强制缓冲区中的输出字节被写出。
void close() :关闭输出流,释放和这个流相关的系统资源。
字节流的输入与输出的对应
java io 的输入和输出是高度对应的,下图表示字节流的输入与输出的对应关系。
上图中蓝色的为主要的对应部分,红色的部分是不对应部分。紫色的虚线部分代表这些流一般要搭配使用。
我们主要看看这些字节流中不对称的几个类:
1.PushbackInputStream 为另一个输入流添加性能,即 “ 推回(push back)” 或 “ 取消读取(unread)” 一个字节的能力。
2.SequenceInputStream 可以认为是一个工具类,将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。完全可以从 IO 包中去除,还完全不影响 IO 包的结构。
3.PrintStream 也可以认为是一个辅助工具。主要可以向其他输出流,或者 FileInputStream 写入数据,本身内部实现还是带缓冲的。本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。一样可以从 IO 包中去除!System.io 和 System.out 就是 PrintStream 的实例!
4.StringBufferInputStream 和 StringBufferInputStream 已经过时,还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。
搭配使用的三对类: ObjectInputStream / ObjectOutputStream 和 DataInputStream / DataOutputStream 主要是要求写对象/数据和读对象 / 数据的次序要保持一致,否则可能不能得到正确的数据,甚至抛出异常(一般会如此);PipedInputStream / PipedOutputStream 在创建时一般就一起创建,调用它们的读写方法时会检查对方是否存在,或者关闭!
字符输入流 Reader
下面是 IO 中输入字符流的继承关系。
Reader
BufferedReader
LineNumberReader
CharArrayReader
FilterReader
PushbackReader
InputStreamReader
FileReader
PipedReader
StringReader
总结:
1.Reader 是所有的输入字符流的父类,它是一个抽象类。
2.CharReader、StringReader 是两种基本的介质流,它们分别将 Char 数组、String 中读取数据。PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据。
3.BufferedReader 很明显就是一个装饰器,它和其子类负责装饰其它 Reader 对象。
4.FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类,其子类 PushbackReader 对 Reader 对象进行装饰,会增加一个行号。
5.InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁,它将字节流转变为字符流。
Reader 基本的三个读方法(和字节流对应):
(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。
字符输出流 Writer
下面是 IO 中输出字符流的继承关系。
Writer
BufferedWriter
CharArrayWriter
FilterWriter
OutputStreamWriter
FileWriter
PipedWriter
PrintWriter
StringWriter
总结(和字节输出流对应):
1.Writer 是所有的输出字符流的父类,它是一个抽象类。
2.CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流,它们分别向 Char 数组、String 中写入数据。PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据。
3.BufferedWriter 是一个装饰器为 Writer 提供缓冲功能。
4.PrintWriter 和 PrintStream 极其类似,功能和使用也非常相似。
5.OutputStreamWriter 是 OutputStream 到 Writer 转换的桥梁,它的子类 FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类。
writer 的主要写方法:
1.public void write(int c) throws IOException; //写单个字符
2.public void write(char cbuf[]) throws IOException; //将字符数组 cbuf[] 写到输出流 。
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; //将字符串 str 中从索引 off 开始处的 len 个字符写入输出流 。
字符流的输入与输出的对应
可参照(字节流的输入与输出的对应)记忆
读写文件
从数据源中读取数据
输入字节流:InputStream
输入字符流:Reader
输出到目标媒介
输出字节流:OutputStream
输出字符流:Writer
中文乱码:给出一种我的解决办法,觉得效率很高,当然,如果你觉得我给出的是逃避问题,那没事,我会给出解决代码,直视问题!
如上图所示,将txt文本另存为,然后看到编码格式,改成UTF8即可解决问题。
当然,这种办法在我看来也是在逃避问题,那,下面给出解决乱码问题对应的代码吧。
随着技术的更新,java支持了Lambda表达式,下面就拿读取文件为例,给出相应代码
*为了方便描述,可以看出异常都上抛给JVM了,下文就在练习中使用到try catch 语句。
行夺取器 BufferedReader 和转换流 InputStreamReader
StringReader 和 StringWriter
字节流转换为字符流
随机读写文件 使用 RandomAccessFile 可以实现对文件的随机读取,主要是通过 seek() 方法实现指针偏移。
读写管道
将多个输入流当成一个输入流依次读取