I/O输入/输出

引言

对程序语言设计者来说,设计一个令人满意的I/O(输入输出)系统,是件极艰巨的任务,摘自《Thinking in Java 》

概述

JAVA程序通过流来完成输入/输出。流是生产或消费信息的抽象,流通过Java的输入/输出系统与物理设备连接。JAVA的I/O通过java.io包下的类和接口来支持,主要是5个类和一个接口。

  • File:用于文件或目录的描述信息,例如生成新目录,修改文件名,删除文件,判断文件路径等
  • InputStream:抽象类,所有输入流的父类,定义了所有输入流具有的共同特征。
  • OutputStream:抽象类,基于字节的输出操作,所有输出流的父类,定义了输出流具有的共同特征。
  • Reader:抽象类,基于字符的输入类。
  • Writer:抽象类,基于字符的输出类。
  • Serializable:将Java对象转换成平台无关的二进制数据
  • RandomAccessFile:包装了一个随机访问的文件,实现了DataInput/DataOutput接口。
File类

一个File类的对象,表示了磁盘上的文件或目录,提供了与平台无关的方法来对磁盘上的文件或者目录进行操作,直接处理文件或目录,但是不能访问文件本身。

在java.io包中提供了60多了类流:

从功能上分为:

  • 输入流:从外部流向内存
  • 输出流:从内存流向外部

从流的角色上分为:

  • 节点流:可以从/向一个特定的IO设备(磁盘,网络)读/写数据的流,直接连接物理设备或socket
  • 处理流:对一个已经存在的流(节点流)进行连接或者封装。

从流的结构上分为:

  • 字节流 :InputStream OutputStream
  • 字符流 : Reader Writer

在最底层,所有的输入输出都是以字节为单位的,基于字符的流只是为处理字符提供方便有效的方法。它们的操作方式几乎完全一样,只是操作的数据单元不同,字节流操作的数据单元是字符,字符流操作的数据单元是字符。

类流全家福

I/O流类.png

从上面的图片中,可以看出无论是字节流和字符流都提供了对文件,数组,字符串,管道,对象,音频等内容的输入/输出流支持。

对输入/输出流基类的简单介绍

InputSteam 三个基本的读方法:
abstract int read(): 读取一个字节数据,并返回读到数据的末尾,如果返回-1 , 表示都到了输入流的末尾。

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。

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中存放数据的起始位置,len指定读取的最大字节数。

可能会有一个疑问,为什么上面的第一个方法是抽象,而其余两个read方法是具体的? 通过源码找到了想要的答案。第二个方法依靠了第三个方法,而第三个方法依靠了第一个方法实现,换句话说只有第一个read方法是与具体的I/O设备相关的,需要InputStream的子类来实现。源码如下:

public abstract int read() throws IOException;

public int read(byte b[]) throws IOException {
        return read(b, 0, b.length);  //调用第三个方法实现
    }

public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        //判断参数的合法性
        if (b == null) {
            throw new NullPointerException();
        } else if (off < 0 || len < 0 || len > b.length - off) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        } else if (len == 0) {
            return 0;
        }
        
        int c = read();   //调用第一个方法,读取一个字节
        if (c == -1) {
            return -1;   //没有字节返回-1 ,读取结束
        }
        b[off] = (byte)c;  //将读取到的字节放入数组中

        int i = 1;
        try {
            for (; i < len ; i++) {
                c = read();
                if (c == -1) {
                    break;
                }
                b[off + i] = (byte)c;  //将读取到的字节放入数组中,读取的长度大于数据长度,循环读取结束
            }
        } catch (IOException ee) {
        }
        return i;  //返回读取的字节数组长度
    }

其它方法
long skip(long n ):输入流中跳过n个字节,并返回实际跳过的字节数
void close():关闭流
。。。

OutputStream 主要方法
void write(byte[]] b ):将参数b中的字节写到输出流
void write(byte[] b , int off ,int len):将参数b的从偏移量off开始len个字节写到输出流
abstract viud write(int b ):先将int转换成byte类型,把低字节写入到输出流中
void flush():将缓冲区中的字节全部输出,并清空缓存区
void close():关闭输出流并释放与流相关的系统资源

Reader里包含的3个读取方法:
int read():
int read(char[] c):
int read(char[] c ,int off , int len) :

Write包含的方法
void write(char[] c)
void write(String str)
void write(String str, int off, int len)
abstract flush()
void close()

根据上面图片做一个简单的总结:

  • FileInputStream和FileOutputStream 节点流,用于对文件读取或往文件中写入字节流。如果在构造FileOutputStream时,文件已经存在,则覆盖整个文件。
  • BufferedInputStream和BufferedOutputStream过滤流,需要使用已经存在的节点流来构造,提供了读写的效率。
  • DataInputStream和DataOutputStream 过滤流,需要使用已经存在的节点流来构造,提供了读写Java中基本数据类型的功能。
  • PipedInputStream和PipedOutputStream 管道流,用于线程间的通信,一个线程的PipedInputStream对象从另一个线程的PipedOutputStream 对象读取输入,只要管道流有用,必须提供同时构造管道输入流和管道输出流。
  • InputStreamReader和OutputStreamWriter类,用于处理字符流的基本类,用来在字节流和字符流之间搭一座桥。将字节流和字符流进行转换。
  • FileReader和FileWriter 可以创建一个可以读/写文件的类。
  • BufferedReader:通过缓冲输入提高性能。
  • SequenceInputStream:把多个InputStream合并为一个InputStream

I/O流的链接示意图:

流的链接示意图.png

常用类
FileInputStream , FileOutputStream , ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream ,BufferedReader,BufferedWriter, ,InputStreamReader ,InputStreamWriter,FileReader ,FileWriter

如何选择I/O流

确定是输入还是输出

输入:输入流 InputStream Reader
输出:输出流 OutputStream Writer

明确操作的数据对象是否是纯文本

是:字符流 Reader,Writer
否:字节流 InputStream,OutputStream

明确具体的设备。

文件:
读:FileInputStream,, FileReader,
写:FileOutputStream,FileWriter

数组:
byte[ ]:ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream
char[ ]:CharArrayReader, CharArrayWriter

String:
StringBufferInputStream(已过时,因为其只能用于String的每个字符都是8位的字符串), StringReader, StringWriter

Socket流
键盘:用System.in(是一个InputStream对象)读取,用System.out(是一个OutoutStream对象)打印

是否需要转换流

是,就使用转换流,从Stream转化为Reader、Writer:InputStreamReader,OutputStreamWriter

是否需要缓冲提高效率

是就加上Buffered:BufferedInputStream, BufferedOuputStream, BufferedReader, BufferedWrite


少年听雨歌楼上,红烛昏罗帐。  
壮年听雨客舟中,江阔云低,断雁叫西风。
感谢支持!
                                        ---起个名忒难

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,743评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,296评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,285评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,485评论 1 283
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,581评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,821评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,960评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,719评论 0 266
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,186评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,516评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,650评论 1 340
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,329评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,936评论 3 313
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,757评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,991评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,370评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,527评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容

  • 一、流的概念和作用。 流是一种有顺序的,有起点和终点的字节集合,是对数据传输的总成或抽象。即数据在两设备之间的传输...
    布鲁斯不吐丝阅读 10,023评论 2 95
  • 1. Java基础部分 基础部分的顺序:基本语法,类相关的语法,内部类的语法,继承相关的语法,异常的语法,线程的语...
    子非鱼_t_阅读 31,598评论 18 399
  • Spring Cloud为开发人员提供了快速构建分布式系统中一些常见模式的工具(例如配置管理,服务发现,断路器,智...
    卡卡罗2017阅读 134,633评论 18 139
  • 朋友说,恋爱的捷径,是有一个好的备胎。恶补了好多玛丽苏剧情才发现,只有绿茶婊才能轻松应对八九十来个备胎,显然,我不...
    木子鱼儿阅读 413评论 1 0
  • 周日上午在家,孩子说作业写完了,想看手机视频半小时,因为昨天能说到做到,就把手机给了他。结果是看了一个小时才把手机...
    听雨聆声阅读 231评论 0 7