黑马程序员_IO流基本概念

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一、流的概念

        流(stream)的概念源于UNIX中管道(pipe)的概念。在UNIX中，管道是一条不间断的字节流，用来实现程序或进程间的通信，或读写外围设备、外部文件等。
       一个流，必有源端和目的端，它们可以是计算机内存的某些区域，也可以是磁盘文件，甚至可以是Internet上的某个URL。
        流的方向是重要的，根据流的方向，流可分为两类：输入流和输出流。用户可以从输入流中读取信息，但不能写它。相反，对输出流，只能往输入流写，而不能读它。
       实际上，流的源端和目的端可简单地看成是字节的生产者和消费者，对输入流，可不必关心它的源端是什么，只要简单地从流中读数据，而对输出流，也可不知道它的目的端，只是简单地往流中写数据。 

       形象的比喻——水流 ，文件======程序 ，文件和程序之间连接一个管道，水流就在之间形成了,自然也就出现了方向：可以流进，也可以流出.便于理解，这么定义流： 流就是一个管道里面有流水，这个管道连接了文件和程序。

二、流的分类

        按流向分为输入流和输出流；
        按传输单位分为字节流(Stream)结尾的和字符流(Reader和Writer)；
        按功能还可以分为节点流和过滤流。
        节点流：负责数据源和程序之间建立连接；(相当于裸枪)
        过滤流：用于给节点增加功能。（相当于功能零部件）
        过滤流的构造方式是以其他流位参数构造（这样的设计模式称为装饰模式）。

                                        
                                         

   注：I/O流是一类很宝贵的资源，使用完后必须调用close()方法关闭流并释放资源。在关闭流时只用关闭最外层的流。   

        stream代表的是任何有能力产出数据的数据源，或是任何有能力接收数据的接收源。在Java的IO中，所有的stream（包括Input和Out stream）都包括两种类型：

  2.1 以字节为导向的stream以字节为导向的stream，表示以字节为单位从stream中读取或往stream中写入信息。以字节为导向的stream包括下面几种类型：

       Input stream：
                          1) ByteArrayInputStream：把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
                          2) StringBufferInputStream：把一个String对象作为InputStream
                          3) FileInputStream：把一个文件作为InputStream，实现对文件的读取操作
                          4) PipedInputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
                          5) SequenceInputStream：把多个InputStream合并为一个InputStream
       Out stream：
                         1) ByteArrayOutputStream：把信息存入内存中的一个缓冲区中
                         2) FileOutputStream：把信息存入文件中
                         3) PipedOutputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
                         4) SequenceOutputStream：把多个OutStream合并为一个OutStream

2.2 以Unicode字符为导向的stream
     以Unicode字符为导向的stream，表示以Unicode字符为单位从stream中读取或往stream中写入信息。以Unicode字符为导向的stream包括下面几种类型：
        Input stream：
                         1) CharArrayReader：与ByteArrayInputStream对应
                         2) StringReader：与StringBufferInputStream对应
                         3) FileReader：与FileInputStream对应
                         4) PipedReader：与PipedInputStream对应
        Out stream：
                         1) CharArrayWrite：与ByteArrayOutputStream对应
                         2) StringWrite：无与之对应的以字节为导向的stream
                         3) FileWrite：与FileOutputStream对应
                         4) PipedWrite：与PipedOutputStream对应

       以字符为导向的stream基本上对有与之相对应的以字节为导向的stream。两个对应类实现的功能相同，只是在操作时的导向不同。如CharArrayReader：和

ByteArrayInputStream的作用都是把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用，所不同的是后者每次从内存中读取一个字节的信息，而后者每次从内存中读取一个字符。

      2.3 两种不现导向的stream之间的转换
  InputStreamReader和OutputStreamReader：把一个以字节为导向的stream转换成一个以字符为导向的stream

JAVA字节流

• FileInputStream和FileOutputStream
  这两个类属于结点流，第一个类的源端和第二个类的目的端都是磁盘文件，它们的构造方法允许通过文件的路径名来构造相应的流。如： 
  FileInputStream infile = new FileInputStream("myfile.dat");
  FileOutputStream outfile = new FileOutputStream("results.dat");
• 要注意的是，构造FileInputStream, 对应的文件必须存在并且是可读的，而构造FileOutputStream时，如输出文件已存在，则必须是可覆盖的。

• BufferedInputStream和BufferedOutputStream
  它们是过滤器流，其作用是提高输入输出的效率。
• DataInputStream和DataOutputStream
  这两个类创建的对象分别被称为数据输入流和数据输出流。这是很有用的两个流，它们允许程序按与机器无关的风格读写Java数据。所以比较适合于网络上的数据传输。这两个流也是过滤器流，常以其它流如InputStream或OutputStream作为它们的输入或输出。
  
•   1．字节输入流：io包中的InputStream为所有字节输入流的父类。
           Int read();读入一个字节（每次一个）；
           可先使用new byte[]=数组，调用read(byte[] b)
           read (byte[])返回值可以表示有效数；read (byte[])返回值为-1 表示结束。 
    2．在流中close()方法由程序员控制。因为输入输出流已经超越了JVM的边界，所以有时可能无法回收资源。
           原则：凡是跨出虚拟机边界的资源都要求程序员自己关闭，不要指望垃圾回收。
  
• 字节流的字符编码：
       字符编码把字符转换成数字存储到计算机中，按ASCii 将字母映射为整数。
       把数字从计算机转换成相应的字符的过程称为解码。
       乱码的根源在于编解码方式不统一。在世界上任何一种编码方式中都会向上兼容ASCII码。所以英文没有乱码。
       编码方式的分类：
       ASCII（数字、英文）:1 个字符占一个字节（所有的编码集都兼容ASCII）
       ISO8859-1（欧洲）：1 个字符占一个字节
       GB-2312/GBK：1 个字符占两个字节。GB代表国家标准。
       GBK是在GB－2312上增加的一类新的编码方式，也是现在最常用的汉字编码方式。
       Unicode: 1 个字符占两个字节（网络传输速度慢）
       UTF-8：变长字节，对于英文一个字节，汉字三个字节。
       原则：保证编解码方式的统一，才能不至于出现错误。   
      I/O学习种常范的两个错误 1。忘了加flush2．没有加换行。
  

Java的字符流

    字符流主要是用来处理字符的。Java采用16位的Unicode来表示字符串和字符，对应的字符流按输入和输出分别称为readers和writers。

• InputStreamReader和OutputStreamWriter
  在构造这两个类对应的流时，它们会自动进行转换，将平台缺省的编码集编码的字节转换为Unicode字符。对英语环境，其缺省的编码集一般为ISO8859-1。
• BufferedReader和BufferedWriter
  这两个类对应的流使用了缓冲，能大大提高输入输出的效率。这两个也是过滤器流，常用来对InputStreamReader和OutputStreamWriter进行处理。如： 
  

  import java.io.*;
  public class Echo {
    public static void main(String[] args) {
      BufferedReader in =
        new BufferedReader(
          new InputStreamReader(System.in));
      String s;
      try {
        while((s = in.readLine()).length() != 0)
          System.out.println(s);
        // An empty line terminates the program
      } catch(IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }

该程序接受键盘输入并回显。

对BufferedReader类，该类的readLine()方法能一次从流中读入一行，但对于BufferedWriter类，就没有一次写一行的方法，所以若要向流中一次写一行，可用PrintWriter类将原来的流改造成新的打印流，PrintWriter类有一个方法println()，能一次输出一行。如： 

............
PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(
      new FileWriter("D:\javacode\test.txt")));
out.println("Hello World!");
out.close();
............

例子：

1，与控制台相关。的读入/写出。 实现了字符串的复制。

import java.io.*;
public class TextRead{

public static void main(String[] args){
   BufferedReader bf = null;/*BufferedReader相当于一个大桶，其实就是内存，这里实现了大量大量的读写 ，而不是读一个字节或字符就直接写如硬盘，加强了对硬盘的保护。*/
   try{
    while(true){ // while(true){}循环保证程序不会结束
    
       bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
       /*System.in 为标准输入，System.out为标准输出*/
       /*InputStreamReader用语将字节流到字符流的转化，这也就是处理流了
        *在这里相当与2个管道接在System.in与程序之间。
        *readLine()方法功能比较好用，也就通过处理流来实现更好功能。
        **/
     String line = bf.readLine();
     System.out.println(line);
    }  
   }catch(Exception e){
    e.printStackTrace(); 
   }finally{ 
    //一定要关闭流，用完后。最好放在
filally 里面。  
    try{   
     if(bf!=null){
      bf.close();
     }
    }catch(Exception e){
       e.printStackTrace(); 
    }
   }   
}
}

2,与文件 相关的 读写。    实现了文件的复制。

import java.io.*;
public class TextRead{
public static void main(String[] args){
   File fin,fout;   
   BufferedReader bf = null; 
   PrintWriter pw = null;
   try{
    fin = new File("zzc.txt"); //注意文件与程序都要在同一个文件夹下。zzc.txt为要被复制的文件。
    fout = new File("copyzzc.txt"); //如果没有会自动创建。
    bf = new BufferedReader(new FileReader(fin));
    pw = new PrintWriter(fout); //PrintWriter为打印流，也可以使用BufferedWriter.
    String line = bf.readLine();
    while(line!=null){
     pw.println(line);   
     line = bf.readLine(); 
    }
   }catch(Exception e){
    e.printStackTrace();  
   }finally{
    try{
    //关闭 文件。 
     if(bf!=null){
      bf.close();
      bf = null;
     }
     if(pw!=null){
      pw.close();
      pw = null;
     }
    }catch(Exception e){
     e.printStackTrace(); 
    }
   }
}
}

三. stream添加属性
  3.1 “为stream添加属性”的作用
运用上面介绍的Java中操作IO的API，我们就可完成我们想完成的任何操作了。但通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类，我们可以为stream添加属性。下面以一个例子来说明这种功能的作用。如果我们要往一个文件中写入数据，我们可以这样操作：
FileOutStream fs = new FileOutStream(“test.txt”);
然后就可以通过产生的fs对象调用write()函数来往test.txt文件中写入数据了。但是，如果我们想实现“先把要写入文件的数据先缓存到内存中，再把缓存中的数据写入文件中”的功能时，上面的API就没有一个能满足我们的需求了。但是通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类，为FileOutStream添加我们所需要的功能。
3.2 FilterInputStream的各种类型
3.2.1 用于封装以字节为导向的InputStream
      1) DataInputStream：从stream中读取基本类型（int、char等）数据。
      2) BufferedInputStream：使用缓冲区
      3) LineNumberInputStream：会记录input stream内的行数，然后可以调用getLineNumber()和setLineNumber(int)
      4) PushbackInputStream：很少用到，一般用于编译器开发
3.2.2 用于封装以字符为导向的InputStream
      1) 没有与DataInputStream对应的类。除非在要使用readLine()时改用BufferedReader，否则使用DataInputStream
      2) BufferedReader：与BufferedInputStream对应
      3) LineNumberReader：与LineNumberInputStream对应
      4) PushBackReader：与PushbackInputStream对应
3.3 FilterOutStream的各种类型
2.3.1 用于封装以字节为导向的OutputStream
      1) DataIOutStream：往stream中输出基本类型（int、char等）数据。
      2) BufferedOutStream：使用缓冲区
      3) PrintStream：产生格式化输出
3.3.2 用于封装以字符为导向的OutputStream
      1) BufferedWrite：与对应
      2) PrintWrite：与对应

四. RandomAccessFile

        1) 可通过RandomAccessFile对象完成对文件的读写操作
        2) 在产生一个对象时，可指明要打开的文件的性质：r，只读；w，只写；rw可读写
        3) 可以直接跳到文件中指定的位置

五、File

 File 类（java.io.*）可表示一个文件，也有可能是一个目录（在JAVA 中文件和目录都属于这个类中，而且区分不是非常的明显 ）。Java.io 下的方法是对磁盘上的文件进行磁盘操作，但是无法读取文件的内容。
注意：创建一个文件对象和创建一个文件在JAVA 中是两个不同的概念。前者是在虚拟机中创建了一个文件，
      但却并没有将它真正地创建到OS 的文件系统中，随着虚拟机的关闭，这个创建的对象也就消失了。
      而创建一个文件才是在系统中真正地建立一个文件。          
File类：我们猛看起来像是文件，其实他也可以指代一个文件集，当作为文件集时我们可以对此调用List方法。
       这个类的常用构造有：File("路径")，File（“前边路径”，“后边路径”）File（File，“路径”）
      这个类的常用方法：exists(),delete(),getName(),getPath(),isDirectory(),isFile(),length(),
                        listFile(FileFilter),主要用来过滤文件这里有（可以用来嵌套内部类） 
                        mkdir(),mkdirs(),toString(),
       FileFilter接口只有accept方法，其返回值为Boolean型，可以在其里边写一些正则表达式来对文件进行筛选。
       这里需要注意的是传入accept的参数必须是final类型（匿名内部类的要求），这样他才能使用该类范围之外的队像。
       顺便讲讲：内部类优点 高聚拢性，缺点在于不易阅读，谨慎使用。

六 、对象序列化
   1． 定义：把一个对象通过I/O流写到文件（持久性介质）上的过程叫做对象的序列化。
   2． 序列化接口：Serializable
       此接口没有任何的方法，这样的接口称为标记接口。
   3． 不是所有对象都能序列化的，只有实现了Serializable的类，他的实例对象才是可序列化的。
   4． 在Java种定义了一套序列化规范，对象的编码和解码方式都是已经定义好的。
   5． class ObjectOutputStream 和ObjectInputStream也是过滤流，使节点流直接获得输出对象。
       [email protected]
      最有用的方法：
    （1）writeObject(Object b)
    （2）readObject();该方法返回的是读到的一个对象，但是需要我们注意的是,该方法不会以返回null表示读到文件末尾。
     而是当读到文件末尾时会抛出一个IOException；
    6． 序列化一个对象并不一定会序列化该对象的父类对象
    7． 瞬间属性（临时属性）不参与序列化过程。
    8． 所有属性必须都是可序列化的，特别是当有些属性本身也是对象的时候，要尤其注意这一点。序列化的集合就要求集合中的每一个元素都是可序列化的。
    9． 用两次序列化把两个对象写到文件中去（以追加的方式），
    和用一次序列化把两个对象写进文件的大小是不一样的。
    因为每次追加时都会要在文件中加入一个开始标记和结束标记。所以对于对象的序列化不能以追加的方式写到文件中。

                                                                                                                                                                                                                    参考博客：

                                                                                                                                                                                                                                                   cj1240.zhmy.com/archives/2008/148832.html

morle.iteye.com/blog/197357