Java IO流动（实战操作）

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在Java中，IO流是一种用于处理输入和输出操作的机制。它提供了一种统一的方式来读取和写入数据，平日开发中在文件读写，网络通信，特定场景的数据库操作，文本处理等地方会频繁使用IO流。

流最主要的功能就是输入、输出。最简单理解：

获取txt文本中内容到程序中处理叫输入流（Input），将程序处理完的内容写到txt文本中叫输出流（Output）。说白了一个负责读一个负责写。

1 IO流原理

IO流是基于流的概念，它将数据的输入和输出看作是一个连续的流。数据从一个地方流向另一个地方，流的方向可以是输入（读取数据）或输出（写入数据）。Java中的IO流分为字节流和字符流两种类型，分别用于处理字节数据和字符数据。

IO流的原理是通过流的管道将数据从源头传输到目标地。源头可以是文件、网络连接、内存等，而目标地可以是文件、数据库、网络等。IO流提供了一组丰富的类和方法来实现不同类型的输入和输出操作。

2 IO流的分类

Java中的IO流可以按照数据的类型和流的方向进行分类。

1. 按数据类型分类
   • 字节流（Byte Stream）：以字节为单位读写数据，适用于处理二进制数据，如图像、音频、视频等。常见的字节流类有InputStream和OutputStream。
   • 字符流（Character Stream）：以字符为单位读写数据，适用于处理文本数据。字符流会自动进行字符编码和解码，可以处理多国语言字符。常见的字符流类有Reader和Writer。
2. 按流的方向分类
   • 输入流（Input Stream）：用于读取数据。输入流从数据源读取数据，如文件、网络连接等。常见的输入流类有FileInputStream、ByteArrayInputStream、SocketInputStream等。
   • 输出流（Output Stream）：用于写入数据。输出流将数据写入到目标地，如文件、数据库、网络等。常见的输出流类有FileOutputStream、ByteArrayOutputStream、SocketOutputStream等。

分类继承结构图如下：

3 输入、输出流代码示例

开发过程中使用比较多的是InputStream和OutputStream，这两个类层级较高的父类，是抽象类，通常会创建其下的子类。

• InputStream

  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。下面一以FileInputStream和FileOutputStream为例。

• OutputStream

  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。PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据，

1. FileInputStream案例

   字节输入流的步骤如下：

   1. 创建流对象
   2. 创建一个缓存字节的容器数组
   3. 读取数据
   4. 操作保存数据的数组
   5. 关闭流

   public void input() throws IOException {
           String fileName="D:\\file\\测试.txt";
           File file = new File(fileName);
           InputStream in = new FileInputStream(file);
           byte[] b = new byte[1024];
           //Reads some number of bytes from the input stream and stores them into the buffer array b.
           in.read(b);
           in.close();
           System.out.println(new String(b));
   }
   

   可以将文件转成流后，调用read()方法将流读取出来存到字节数组中，所存的字节数组作为参数传入，可以看到打印的正是文件中所写的内容
   

2. FileOutputStream案例

   将输出流写入文件的步骤如下：

   1. 选择流：创建流对象
   2. 准备数据源，把数据源转换成字节数组类型
   3. 通过流向文件当中写入数据
   4. 刷新流
   5. 关闭流

   public void output() throws IOException {
           String s = "hello";
           OutputStream out = new FileOutputStream("D:\\file\\输出.txt");
           byte[] bytes = s.getBytes();
           out.write(bytes);
           out.close();
       }
   

OutputStream是字节流，所以要先将输出内容转成字节数组，在通过write(byte [])方法写出去。

不要混淆了InputStream/OutputStream和File的功能

前两者只负责往文件中读写数据，只是以一种流的形式对数据内容进行多元化的操作，至于文件的生成，命名等一系列和文件整体相关的操作，是File类的责任。

还比较常用的是BufferInputStream缓冲流

缓冲流的好处：

缓冲流内部包含一个缓冲区域，默认8kb，每一次程序调用read方法其实都是从缓冲区域当中读取内容，如果读取失败就说明缓冲区域当中没有内容，那么就从数据源当中读取内容，然后会尽可能读取更多的字节放入到缓冲区域当中，最后缓冲区域当中的内容，会全部返回给程序。从缓冲区读取数据会比直接从数据源读取数据的速度快，效率也更高，性能更好。

简单说：

没有缓存区，那么每read一次，就会发送一次IO操作；
有缓存区，第一次read时，会一下读取x个字节放入缓存区，然后后续的read都会从缓存中读取，当read到缓存区末尾时，会再次读取x个字节放入缓存区。

处理流处理数据和节点流处理数据的方法基本上完全相同。

4 小结

流的读写其实很简单，且步骤比较固定，但是将文件转成流之后可操作性就变得很大很大。

一不可能直接对文件进行修改，但流是通用的，改变流的内容、形式再输出给文件，展示出来的效果就发生改变；

二是文件有可能很大，不可能将这么大的文件在网络上传递，就要转成流，一点一滴连续的传输。这就是为什么下载或上传过程中可以随意暂停、开始也不影响，因为只要保证这些点滴最终拼起来是完整的即可。

本文只演示了最简单的对txt文本格式的数据读写，原理是一样的，每一位数据都有唯一对应的字节码，可以从数据转成字节、从字节转成数据。所以才叫字节流。

但文件个格式多种多样，输出前必须要转成相同格式的流，就是在InputStream和OutputStream操作之间按照自己需求自定义操作。

5 文件在前后台之间传递

开发过程中经常需要将文件从前台传递给后台或后台传给前台，这步操作怎么实现？
可以参考这篇文章，包含上传下载过程讲解：https://blog.csdn.net/qq_43331014/article/details/132527328