文章目录
- 一, IO概念
- 二, "流" 是什么?
- 三, IO流的分类
- 3.1 从流的方向来看
- 3.2 按照流的操作粒度划分
- 3.3 按照流的角色划分
- 四, IO流体系的概览和使用
- 4.0 文件类(File)对象的使用
- 4.1 字节流中常用的几种实现类
- 4.1.1 FileInputStream 和 FileOutputStream 的使用
- 4.1.2 FileInputStream
- 4.1.2 FileOnputStream
- 4.1.2 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 的使用
- 4.1.3 字节流中常用读写方法总结
- 4.2 字符号流中常用的几种实现类
- 4.2.1 FileReader 和 FileWriter 的使用
- 4.2.1.1 FileReader
- 4.2.1.2 FileWrite
- 4.2.1.3 FileReader 和 FileWriter 的简单示例
- 4.2.2 BufferedReader 和 BufferedWriter的使用
- 4.2.2.1 BufferedReader
- 4.2.1.3 BufferedReader 和 BufferedWriter的简单示例
- 4.3 字符流中常用方法总结
- 4.3.1 两张图让你记住字节流, 字节流的纷繁复杂关系
- 4.4 序列化(ObjectInputStream && ObjectOutputStream)
- 4.5 附录一, 字母和汉字在不同字符集中的占位
一, IO概念
- I/O 即输入Input/ 输出Output的缩写, 值指的是应用程序和外部设备之间的数据传递, 常见的外部设备包括文件, 管道, 网络连接；
二, “流” 是什么?
Java 是通过流来处理IO的, 那什么是流呢?
流(Stream), 是一个抽象的概念, 指的是一个以先进先出方式发送信息的通道, 发送的信息是一连串的字符或字节数据;
- 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(即输入流), 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
写出数据的时候, 就会开启一个通向目的地的流(即输出流). - 这样来看, 数据就像是在应用程序和外部设备之间流动一样, 所以叫流.
一般来说, 关于流的特性有下面几点:
- 先进先出：最先写入输出流的数据最先被输入流读取到。
- 顺序存取：可以一个接一个地往流中写入一串字节，读出时也将按写入顺序读取一串字节，不能随机访问中间的数据。（RandomAccessFile除外）
- 只读或只写：
每个流只能是输入流或输出流的一种，不能同时具备两个功能，输入流只能进行读操作，对输出流只能进行写操作。在一个数据传输通道中，如果既要写入数据，又要读取数据，则要分别提供两个流。
三, IO流的分类
3.1 从流的方向来看
- 注意:
输入和输出都是从应用程序的角度划分的!
输入流: 读取文件到程序的流, 主要以
InputStream和Rearder作为基类;输出流: 从程序写出到外部设备的流, 主要以
OutputStream和Writer作为基类;
3.2 按照流的操作粒度划分
字节流: 以字节为单元, 可操作任何数据, 字节流主要由InputStream和outPutStream作为基类
字符流: 以字符为单元, 只能操作纯字符数据,比较方便, 字符流主要由Reader和Writer组颇为基类
字节流和字符流的用法几乎完成全一样，区别在于字节流和字符流所操作的数据单元不同，字节流操作的单元是数据单元是8位的字节，字符流操作的是数据单元为16位的字符。
3.3 按照流的角色划分
节点流: 直接操作数据读写的流类，比如FileInputStream 可以 从/向 一个特定的IO设备(如磁盘, 网络) 读/写 数据的流, 也叫低级流(主要流);
处理流: 对一个已存在的流的链接和封装，通过对数据进行处理为程序提供功能强大、灵活的读写功能，例如BufferedInputStream（缓冲字节流）
补充说明:
四, IO流体系的概览和使用
- java.io中子类有40个“流”类, 我们只需要掌握其中常用的几个即可. 其他的用到了再去翻API.
4.0 文件类(File)对象的使用
- Java中用文件类 File 指代文件系统中的文件/目录, 自然的, 实例化File文件类的文件对象, 拥有着一系列操纵文件和目录的方法;
- File对象既可以表示文件，也可以表示目录。特别要注意的是，构造一个File对象，即使传入的文件或目录不存在，代码也不会出错，因为
构造一个File对象，并不会导致任何磁盘操作。只有当我们调用File对象的某些方法的时候，才真正进行磁盘操作。
File类的具体方法和使用: 详见此文Java中的File类及其常用方法详解
4.1 字节流中常用的几种实现类
前面我们提到, 字节流可以处理任何形式的文件, 在字节流中, 文件是以一个个字节的形式流动的, 我们在使用字节流的具体实现类对象时, 也是通过调用read() 或 write() 对这些字节进行操作的.
4.1.1 FileInputStream 和 FileOutputStream 的使用
4.1.2 FileInputStream
[API中常用方法介绍]
也许有人经常会对具体使用时read的返回值有些许困惑,请仔细阅读下面的代码示例:
@Test
public void fisTest() thorws IOException{
//新建File类对象, 操纵文件输入流, 从文件中读取数据
///ctrl+alt+f--> idea 把局部变量变为全局变量的快捷键
File file = new File("e://fis.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
//1.1. 一个字节一个字节的读取数据
// Q: read() 是如何读取字节的?
// read() 读取返回的是字节的ASCII码, 而 read(byte[])读取返回的是读取完的字节数组的长度;
int read = 0;
while((read = fis.read()) != -1){ //每从数据流中读取一次就返回一个字节的数据, 当读取到数据末尾时, 返回值为 -1
System.out.print(read + "--" + (char)read);
System.out.println();
}
System.out.println("=======================================");
//1.2 把读取的字节放入字节数组, 然后直接返回字符串
byte[] bytes = new byte[12];
int dataLen = fis.read(bytes); //fis.read(bytes) 返回的结果是字节的总长度
System.out.println("dataLen = "+dataLen);
System.out.println(new String(bytes, 0, dataLen-1));
//别忘了关流!
fis.close();
}
总结:
- 正如API中说明的那样, int read()
- 由于一个字节一个字节的读取数据并输出效率实在太低, 我们可以使用 int read(bytes[] b)
4.1.2 FileOnputStream
[API中常用方法介绍]
- 如果我们是要追加写入到文件(即写入到文件中数据的末尾), 那么在创建输出流对象时, 使用下面的构造方法即可;
代码示例如下:
public class FileCopy_1 {
@Test
public void copyTest() throws IOException {
//1. 创建文件类对象,传入文件路径
String filePath = "e://source.jpg";
File file = new File(filePath); //旧文件
String target_filePath = "d://target.jpg";
File target_file = new File(target_filePath);
//2. 创建输入流, 读取磁盘的文件到内存
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
//3. 创建输出流, 写出文件数据到其他目录的文件中
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(target_file);
//4. 输入流读取文件到内存, 再由输出流把内存中的字节数据写入到磁盘文件.
//这样就完成了一次文件复制, 为了提高效率, 我们可以采取边读入边写出的方式
int read = 0;
while((read = fis.read()) != -1){
System.out.println("文件正在复制中, 请等待....");
fos.write(read);
}
System.out.println("文件复制成功!");
//5. 上面即便是同时复制, 效率还是非常低的, 只能一个字节一个字节的复制.
//下面我们采用字节数组存储要复制的数据, 当输入流读取完毕后, 由输出流把字节数组写出到磁盘
byte[] buf = new byte[102400 * 7]; //700kb
int dataLen = fis.read(buf);
fos.write(buf, 0, dataLen);
}4.1.2 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 的使用
缓冲字节流是包装流, 是对FileInput(output)Stream的包装, 仅仅是在他们的基础上加入了缓存机制, 底层的读写操作还是由FileInput(output)Stream 类对象完成的, 所以其构造方法入参是这两个类的对象也就不奇怪了。
@Test
public void testWriteBufferOutputStream() throws IOException {
//1. 创建文件对象
File file = new File("e://res.txt");
//2. 使用文件对象创建新文件
//file.createNewFile();
//3. 使用输出缓冲流写出给定数据到文件
String outStr = "dududu, hello, are u sb? ";
//4. 创建文件输出流, 底层操控文件的写出
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
//5. 使用缓冲输出流包装文件输出流, 为什么包装? 包装的意义何在?
// 把写出的数据放入到缓存中, 到达一定的限度才写出到磁盘, 降低了cpu占用和磁盘IO
//而且由于是缓存(内存) 写出到磁盘, 肯定速度要快很多
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
bos.write(outStr.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
System.out.println("写出成功!");
// 关闭流, 释放资源, 很重要!
bos.close();
}
@Test
public void testBufferedInputStream() throws IOException {
//1. 创建文件对象
String pathName = "e://res.txt";
File file = new File(pathName);
//2. 创建FIS对象
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
//3. BufferedInputStream 只是对FileInputStream的一个包装流, 底层读取依靠的仍旧是fis.
//创建bis也就需要fis的对象.
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
//4. 使用bis读取数据(一个字节一个字节的读取)
int read = 0;
while((read = bis.read()) != -1){
System.out.print((char)(read) + "");
}
System.out.println("==================================");
//5. 使用字节数组读取
byte[] bytes = new byte[1024];
int dataLen = bis.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes, 0, dataLen));
//关闭流
bis.close();
}4.1.3 字节流中常用读写方法总结
4.2 字符号流中常用的几种实现类
要特别注意到: 在字符流中, 我们常用的一些流, 比如 FileReader, FileReader, BUffer
4.2.1 FileReader 和 FileWriter 的使用
4.2.1.1 FileReader
字符流 FileReader/ FileWriter 类结构稍微复杂一些, 但是每个类都有着明确不同的职责, 我们先拿读入流来梳理一下这些类,
继承结构: Reader(抽象类) <-- InputStreamReader(字节和字符转换的桥梁)<— FileReader (方便类, 直接对字符流进行操作)
- 先来看 Reader:
- 再来看 InputStreamReader:
- 最后来看 FileReader:
- 为什么前面我们说 FileReader 是读取字符流的方便类? 方便在哪里呢?
- 我们知道, InputStreamReader/Writer 是字符流和字节流的桥梁, 通过此类, 我们可以读取字节, 使用指定字符集转换为字符, 那么使用这个类是如何获得字符流呢? new InputStreamReader( new FileInputStream(file, true), UTF-8)
- 当我们使用 Filerader 获取字符流, 只需要 new FileRader(file)
4.2.1.2 FileWrite
[API中常用方法介绍]
上面我们讲了 FileReader 的继承结构, 和每个类的用处, FileWrite 跟它是基本一模一样的, 所以这节说下FileWrite的几个方法
继承结构: Writer <-- InputStreamWriter <— FileWriter
- 对于FileWrite 和 FileReader 的方法, 其实他俩分别就只有俩构造方法, 其他的方法都是继承自他的父类 InputStreamWrite 和 OutputStreamReader, 并且完全没有重写, 直接调用的!
4.2.1.3 FileReader 和 FileWriter 的简单示例
@Test
public void testFileReader() throws IOException {
//Reader 接口--> InputStreamReader(字节流转为字符流) --> FileReader(字符流)
//1. 新建文件类对象
File file = new File("d:\\file.txt");
//2. 新建字符读入流
FileReader fileReader = new FileReader(file);
//3. 一个字节一个字节的读取字节
int read = 0;
while((read = fileReader.read()) != -1){
System.out.print((char)read);
}
//4. 提高效率, 把读取的字节放入到char数组,统一返回
char[] chaArr = new char[1024];
int dataLen = fileReader.read(chaArr);
System.out.println(new String(chaArr, 0, dataLen));
//关流
fileReader.close();
}
@Test
public void testFileWriter() throws IOException {
// Writer <--- InputStreamWriter <--- FileWriter
//1. 创建文件对象
File file = new File("e:\\target1.txt");
//file.createNewFile();
//2. 创建FileWriter 对象, 传入文件对象
FileWriter fw = new FileWriter(file);
//3. 待写入字符串
String outStr = "我这里可是字符串, 我会被InputStream转换为字节流 ?";
//4. 写出
fw.write(outStr);
//5. 关闭
fw.close();
}4.2.2 BufferedReader 和 BufferedWriter的使用
4.2.2.1 BufferedReader
[API 方法说明: ]
对于上面两种方法, 底层都是读取的字节流, 即都是使用了FileInputStream 获取字节流, 然后经过处理转换成字符流, 存放到缓存中;
对于包装类BufferedReder, 可以包装Reader的任何子类, 即可以为任何Reader的子类加上缓冲区;
实际上, BufferedReader 只是一个采用了装饰器设计模式的包装流, 他可以借助构造器读取IO流中Reader 的任何子类, 把这些子类对象读取或者写入的字节流或字符流放入到缓存中.
所有方法:
4.2.1.3 BufferedReader 和 BufferedWriter的简单示例
public class BufferedReaderDemo {
@Test
public void testBufferedReader() throws IOException {
//从文件中读取字节, 把字节转换为字符, 为这个字符加上缓冲区,
// 每个缓冲区满了之后才向应用程序提交
//1. 新建文件对象, 传入相应的文件路径
File file = new File("d:\\file.txt");
//2. 读取缓冲流是缓冲流, 对结点流进行包装
FileReader fr = new FileReader(file);
//两种写法殊途同归. 都行
//BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(file), StandardCharsets.UTF_8));
BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
///
//3. 按字节读取
int read = 0;
while ((read = br.read()) != -1) {
System.out.print((char) read);
}
//3.1 按char 字符数组读取
char[] charArr = new char[1024];
int dataLen = br.read(charArr);
System.out.println(new String(charArr, 0, dataLen));
4. 按行读取
String sb = null;
while((sb = br.readLine()) != null){
System.out.println(sb);
}
//关流
br.close();
}
@Test
public void testBufferedWriter() throws IOException {
//1. 新建文件对象, 传入相应的文件路径
File file = new File("e:\\target1.txt");
//2. 读取缓冲流是缓冲流, 对结点流进行包装
FileWriter fr = new FileWriter(file);
//3. 创建写出缓冲流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fr);
//4. 写出字符串
String outStr = "译文\n" +
"人生如果都像初次相遇那般相处该多美好，那样就不会有现在的离别相思凄凉之苦了。\n" +
"如今轻易地变了心，你却反而说情人间就是容易变心的。\n" +
"想当初唐皇与贵妃的山盟海誓犹在耳边，却又最终作决绝之别，即使如此，也生不得怨。\n" +
"但你又怎比得上当年的唐明皇呢，他总还是与杨玉环有过比翼鸟、连理枝的誓愿。\n" +
"\n" +
"注释\n" +
"柬：给……信札。\n" +
"“何事”句：用汉朝班婕妤被弃的典故。班婕妤为汉成帝妃，被赵飞燕谗害，退居冷宫，后有诗《怨歌行》，以秋扇闲置为喻抒发被弃之怨情。南北朝梁刘孝绰《班婕妤怨》诗又点明“妾身似秋扇”，后遂以秋扇见捐喻女子被弃。这里是说本应当相亲相爱，但却成了相离相弃。\n" +
"故人：指情人。却道故人心易变（出自娱园本），一作“却道故心人易变”。\n" +
"“骊山”二句：用唐明皇与杨玉环的爱情典故。《太真外传》载，唐明皇与杨玉环曾于七月七日夜，在骊山华清宫长生殿里盟誓，愿世世为夫妻。白居易《长恨歌》：“在天愿作比翼鸟，在地愿作连理枝。”对此作了生动的描写。后安史乱起，明皇入蜀，于马嵬坡赐死杨玉环。杨死前云：“妾诚负国恩，死无恨矣。”又，明皇此后于途中闻雨声、铃声而悲伤，遂作《雨霖铃》曲以寄哀思。这里借用此典说即使是最后作决绝之别，也不生怨。\n" +
"薄幸：薄情。锦衣郎：指唐明皇。▲";
bw.write(outStr, 0, outStr.length());
//注意这个bufferedwriter的特别之处, 必须得手动刷写, bw.flush();
bw.flush();
}
}4.3 字符流中常用方法总结
4.3.1 两张图让你记住字节流, 字节流的纷繁复杂关系
- 记住. 在IO流中, IO流的最高抽象
基类, 在字节流中, 叫 InputStream 和 OutputStream, 在字符流中, 叫 Reader 和 Writer, 而真正真正实现读或写方法, 真正操纵字节流或字符流, 我们也叫低级流(节点流), 是继承了基类的流, 比如操纵文件的FileInputStream, 读对象的ObjectStream等等, 对其进行包装的流, 如BufferedInputSream, 我们叫高级流;- 对于字节流, 当我们要对文件读取字节时, 使用继承了InputStream抽象类的FileInputSream中的read()方法, 或者当我们要读取对象时, 使用继承了InputStream抽象类的ObjectInputStream中的read()方法, 如果我们想提高读取字节的速度, 我们可以使用缓冲字节输入流BufferInStream()包装节点流去读取文件或对象;
- 对于字符流的读写, 我们通常是
使用字节流读取文件, 然后使用一个类 InputSreamReader把字节流转换为字符流返回, 比如 new InputStreamReader(new FileInputStream(new File(path), true), 字符集),- 这样也太特么的麻烦了吧, 各种构造器的传参, 所以我们的字符流有一个方便类, 一个new就可以实现上述的功能. new FileReader(file)
- 同样的, 如果我们想提高字符流的读取速度, 仍然是通过缓冲流去包装节点流, 字符流的包装刘叫BufferedReader.
4.4 序列化(ObjectInputStream && ObjectOutputStream)
序列化和反序列化: 持久化存储, 网络传输
待补充
4.5 附录一, 字母和汉字在不同字符集中的占位
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