成鹏致远 | 2013年12月31日
Java中I/O操作主要是指使用Java进行输入,输出操作.
Java所有的I/O机制都是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I/O流提供了读写数据的标准方法。任何Java中表示数据源的对象都会提供以数据流的方式读写它的数据的方法。
Java.io是大多数面向数据流的输入/输出类的主要软件包。此外,Java也对块传输提供支持,在核心库 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。
Java的IO模型设计非常优秀,它使用Decorator模式,按功能划分Stream,您可以动态装配这些Stream,以便获得您需要的功能。
例如,您需要一个具有缓冲的文件输入流,则应当组合使用FileInputStream和BufferedInputStream。
数据流是一串连续不断的数据的集合,就象水管里的水流,在水管的一端一点一点地供水,而在水管的另一端看到的是一股连续不断的水流。
数据写入程序可以是一段一段地向数据流管道中写入数据,这些数据段会按先后顺序形成一个长的数据流。
对数据读取程序来说,看不到数据流在写入时的分段情况,每次可以读取其中的任意长度的数据,但只能先读取前面的数据后,再读取后面的数据。
不管写入时是将数据分多次写入,还是作为一个整体一次写入,读取时的效果都是完全一样的。
流是磁盘或其它外围设备中存储的数据的源点或终点。
在电脑上的数据有三种存储方式,一种是外存,一种是内存,一种是缓存。
比如电脑上的硬盘,磁盘,U盘等都是外存,在电脑上有内存条,缓存是在CPU里面的。
外存的存储量最大,其次是内存,最后是缓存,但是外存的数据的读取最慢,其次是内存,缓存最快。
从外存读取数据到内存以及将数据从内存写到外存中时,对于内存和外存的理解,我们可以简单的理解为容器,即外存是一个容器,内存又是另外一个容器。那又怎样把放在外存这个容器内的数据读取到内存这个容器以及怎么把内存这个容器里的数据存到外存中呢?
在Java类库中,IO部分的内容是很庞大的,因为它涉及的领域很广泛:
标准输入输出,文件的操作,网络上的数据流,字符串流,对象流,zip文件流等等,java中将输入输出抽象称为流,就好像水管,将两个容器连接起来。
将数据从外存中读取到内存中的称为输入流,将数据从内存写入外存中的称为输出流。
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,这个数据源可以是文件,内存,或是网络连接。类似的,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。
一组有序,有起点和终点的字节的数据序列。包括输入流和输出流。
采用数据流的目的就是使得输出输入独立于设备。
程序从输入流读取数据源。数据源包括外界(键盘、文件、网络…),即是将数据源读入到程序的通信通道。
程序向输出流写入数据。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。
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。
因此Java中的流分为两种:
Java程序可通过命令行参数与外界进行简短的信息交换,同时,也规定了与标准输入、输出设备,如键盘、显示器进行信息交换的方式。
而通过文件则可以与外界进行任意数据形式的信息交换。
public class TestArgs { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < args.length; i++) { System.out.println("args[" + i + "] is <" + args[i] + ">"); } } }
java系统自带的标准数据流:java.lang.System
import java.lang.System; public final class System extends Object { static PrintStream err;//标准错误流(输出) static InputStream in;//标准输入(键盘输入流) static PrintStream out;//标准输出流(显示器输出流) }
注意:
System.out向标准输出设备输出数据,其数据类型为PrintStream。方法:
System.in读取标准输入设备数据(从标准输入获取数据,一般是键盘),其数 据类型为InputStream。方法:
import java.io.*; public class StandardInputOutput { public static void main(String args[]) { int b; try { System.out.println("please Input:"); while ((b = System.in.read()) != -1) { System.out.print((char) b); } } catch (IOException e) { System.out.println(e.toString()); } } }
System.err输出标准错误,其数据类型为PrintStream。可查阅API获得详细说明。
import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; public class StandardInputOutput { public static void main(String args[]) { String s; // 创建缓冲区阅读器从键盘逐行读入数据 InputStreamReader ir = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader in = new BufferedReader(ir); System.out.println("Unix系统: ctrl-d 或 ctrl-c 退出" + "\nWindows系统: ctrl-z 退出"); try { // 读一行数据,并标准输出至显示器 s = in.readLine(); // readLine()方法运行时若发生I/O错误,将抛出IOException异常 while (s != null) { System.out.println("Read: " + s); s = in.readLine(); } // 关闭缓冲阅读器 in.close(); } catch (IOException e) { // Catch any IO exceptions. e.printStackTrace(); } } }
在整个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;一个接口指的是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 I/O主要包括如下几个层次,包含三个部分:
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。
主要的类如下:
在Java语言的java.io包中,由File类提供了描述文件和目录的操作与管理方法。
但File类不是InputStream、OutputStream或Reader、Writer的子类,因为它不负责数据的输入输出,而专门用来管理磁盘文件与目录。
public class File extends Object implements Serializable, Comparable { }
File类中还定义了一些对文件或目录进行管理、操作的方法,常用的方法有:
import java.io.File; import java.io.IOException; public class TestFile { public static void main(String args[]) throws IOException { File dir = new File("\\root"); File f1 = new File(dir, "fileOne.txt"); File f2 = new File(dir, "fileTwo.java"); // 文件对象创建后,指定的文件或目录不一定物理上存在 if (!dir.exists()) dir.mkdir(); if (!f1.exists()) f1.createNewFile(); if (!f2.exists()) f2.createNewFile(); System.out.println("f1's AbsolutePath= " + f1.getAbsolutePath()); System.out.println("f1 Canread=" + f1.canRead()); System.out.println("f1's len= " + f1.length()); String[] FL; int count = 0; FL = dir.list(); for (int i = 0; i < FL.length; i++) { count++; System.out.println(FL[i] + "is in \\root"); } System.out.println("there are" + count + "file in //root"); } }
java.io包中包含了流式I/O所需要的所有类。
在java.io包中有四个基本类:InputStream、OutputStream及Reader、Writer类,它们分别处理字节流和字符流:
输入/输出 |
字节流 |
字符流 |
输入流 |
Inputstream |
Reader |
输出流 |
OutputStream |
Writer |
Java中其他多种多样变化的流均是由它们派生出来的
InputStream:
OutputStream:
Reader:
Writer:
在java.io包中, java.io.InputStream 表示字节输入流, java.io.OutputStream表示字节输出流,处于java.io包最顶层。
这两个类均为抽象类,也就是说它们不能被实例化,必须生成子类之后才能实现一定的功能。
InputStream 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);
InputStream是输入字节数据用的类,所以InputStream类提供了3种重载的read方法.
Inputstream类中的常用方法:
主要的子类:
OutputStream提供了3个write方法来做数据的输出,这个是和InputStream是相对应的。
主要的子类:
流结束的判断:方法read()的返回值为-1时;readLine()的返回值为null时。
FileInputStream可以使用read()方法一次读入一个字节,并以int类型返回,或者是使用read()方法时读入至一个byte数组,byte数组的元素有多少个,就读入多少个字节。在将整个文件读取完成或写入完毕的过程中,这么一个byte数组通常被当作缓冲区,因为这么一个byte数组通常扮演承接数据的中间角色。
作用:以文件作为数据输入源的数据流。或者说是打开文件,从文件读数据到内存的类。
使用方法(1)
File fin=new File("d:/abc.txt"); FileInputStream in=new FileInputStream( fin);
使用方法(2)
FileInputStream in=new FileInputStream(“d: /abc.txt”);
【程序举例:将InputFromFile.java的程序的内容显示在显示器上】
import java.io.IOException; import java.io.FileInputStream; ; public class TestFile { public static void main(String args[]) throws IOException { try { FileInputStream rf = new FileInputStream("InputFromFile.java"); int n = 512; byte buffer[] = new byte[n]; while ((rf.read(buffer, 0, n) != -1) && (n > 0)) { System.out.println(new String(buffer)); } System.out.println(); rf.close(); } catch (IOException IOe) { System.out.println(IOe.toString()); } } }
作用:用来处理以文件作为数据输出目的数据流;或者说是从内存区读数据入文件
FileOutputStream类用来处理以文件作为数据输出目的数据流;一个表示文件名的字符串,也可以是File或FileDescriptor对象。
创建一个文件流对象有两种方法:
方式1:
File f=new File (“d:/myjava/write.txt "); FileOutputStream out= new FileOutputStream (f);
方式2:
FileOutputStream out=new FileOutputStream(“d:/myjava/write.txt ");
方式3:构造函数将 FileDescriptor()对象作为其参数。
FileDescriptor() fd=new FileDescriptor(); FileOutputStream f2=new FileOutputStream(fd);
方式4:构造函数将文件名作为其第一参数,将布尔值作为第二参数。
FileOutputStream f=new FileOutputStream("d:/abc.txt",true);
注意: (1)文件中写数据时,若文件已经存在,则覆盖存在的文件;(2)的读/写操作结束时,应调用close方法关闭流。
【程序举例:使用键盘输入一段文章,将文章保存在文件write.txt中】
import java.io.IOException; import java.io.FileOutputStream; public class TestFile { public static void main(String args[]) throws IOException { try { System.out.println("please Input from Keyboard"); int count, n = 512; byte buffer[] = new byte[n]; count = System.in.read(buffer); FileOutputStream wf = new FileOutputStream("d:/myjava/write.txt"); wf.write(buffer, 0, count); wf.close(); // 当流写操作结束时,调用close方法关闭流。 System.out.println("Save to the write.txt"); } catch (IOException IOe) { System.out.println("File Write Error!"); } } }
【利用程序将文件file1.txt 拷贝到file2.txt中】
import java.io.File; import java.io.IOException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.FileInputStream; public class TestFile { public static void main(String args[]) throws IOException { try { File inFile = new File("copy.java"); File outFile = new File("copy2.java"); FileInputStream finS = new FileInputStream(inFile); FileOutputStream foutS = new FileOutputStream(outFile); int c; while ((c = finS.read()) != -1) { foutS.write(c); } finS.close(); foutS.close(); } catch (IOException e) { System.err.println("FileStreamsTest: " + e); } } }
计算机访问外部设备非常耗时。访问外存的频率越高,造成CPU闲置的概率就越大。
为了减少访问外存的次数,应该在一次对外设的访问中,读写更多的数据。为此,除了程序和流节点间交换数据必需的读写机制外,还应该增加缓冲机制。
缓冲流就是每一个数据流分配一个缓冲区,一个缓冲区就是一个临时存储数据的内存。这样可以减少访问硬盘的次数,提高传输效率。
将BufferedInputStream与FileInputStream相接
FileInputStream in=new FileInputStream( “file1.txt ” ); BufferedInputStream bin=new BufferedInputStream( in);
将BufferedOutputStream与 FileOutputStream相接
FileOutputStreamout=new FileOutputStream(“file1.txt”); BufferedOutputStream bin=new BufferedInputStream(out);
将BufferedReader与标准的数据流相接
InputStreamReader sin=new InputStreamReader (System.in) ; BufferedReader bin=new BufferedReader(sin);
【程序实例:从键盘读入字符,并写入到文件中】
import java.io.*; public class ReadWriteToFile { public static void main(String args[]) throws IOException { InputStreamReader sin = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader bin = new BufferedReader(sin); FileWriter out = new FileWriter("myfile.txt"); BufferedWriter bout = new BufferedWriter(out); String s; while ((s = bin.readLine()).length() > 0) { bout.write(s, 0, s.length()); } } }
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。
用于读取字符流的抽象类。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。
FileReader :与FileInputStream对应
主要用来读取字符文件,使用缺省的字符编码,有三种构造函数:
(1)将文件名作为字符串 :
FileReader f=new FileReader(“c:/temp.txt”);
(2)构造函数将File对象作为其参数。
File f=new file(“c:/temp.txt”); FileReader f1=new FileReader(f);
(3) 构造函数将FileDescriptor对象作为参数
FileDescriptor() fd=new FileDescriptor() FileReader f2=new FileReader(fd);
(1) 用指定字符数组作为参数:CharArrayReader(char[])
(2) 将字符数组作为输入流:CharArrayReader(char[], int, int)
读取字符串,构造函数如下: public StringReader(String s);
CharArrayReader:与ByteArrayInputStream对应
StringReader : 与StringBufferInputStream对应
InputStreamReader:从输入流读取字节,在将它们转换成字符:Public inputstreamReader(inputstream is);
FilterReader: 允许过滤字符流 protected filterReader(Reader r);
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。Public BufferReader(Reader r);
主要方法:
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。 其子类如下:
主要方法:
import java.io.*; public class EncodeTest { private static void readBuff(byte[] buff) throws IOException { ByteArrayInputStream in = new ByteArrayInputStream(buff); int data; while ((data = in.read()) != -1) System.out.print(data + " "); System.out.println(); in.close(); } public static void main(String args[]) throws IOException { System.out.println("内存中采用unicode字符编码:"); char c = '好'; int lowBit = c & 0xFF; int highBit = (c & 0xFF00) >> 8; System.out.println("" + lowBit + " " + highBit); String s = "好"; System.out.println("本地操作系统默认字符编码:"); readBuff(s.getBytes()); System.out.println("采用GBK字符编码:"); readBuff(s.getBytes("GBK")); System.out.println("采用UTF-8字符编码:"); readBuff(s.getBytes("UTF-8")); } }
http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7418161