一、缓冲流

缓冲流也叫高效流,是对四个基本的FileXxx流的增强,所以也是4个流,按照数据类型分为:

字节缓冲流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream

字符缓冲流:BufferedReader,BufferedWriter

缓冲流的基本原理:

在创建流对象是,【会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组】,通过缓冲区读写,减少系统IO次数,从而提高读写的效率。

1.1、字节缓冲输出流

java.io.BufferedOutputStream extends OutputStream

BufferedOutputStream:字节缓冲输出流

继承自父类的共性成员方法:

public void close():关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源

public void flush():刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。

public void write(byte[] b):将b.length字节从指定的字节数组写入此输出流

public void write(byte[] b, int off, int len):从指定的字节数组写入len字节,从偏移量off开始输出到此输出流

public abstract void write(int b):将指定的字节输出流

构造方法:

BufferedOutputStream(OutputStream out) 创建一个新的缓冲输出流,以将数据写入指定的底层输出流

BufferedOutputStream(OutputStream out, int size) 创建一个新的缓冲输出流,以将具有指定缓冲区大小的数据写入指定的底层输出流

参数:

	OutputStream out:字节输出流
	
		可以传递FileOutputStream,缓冲流会给FileOutputStream增加一个缓冲区,提高FileOutputStream的写入效率
		
	int size:指定缓冲流内部缓冲区的大小,不指定就默认

使用步骤(重点):

1.创建一个FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地

2.创建BufferedOutputStream对象,构造方法中传递FileOutputStream对象,提高FileOutputStream对象效率

3.使用BufferedOutputStream对象中的方法write,把数据写入到内部缓冲区中

4.使用BufferedOutputStream对象中的方法flush,把内部缓冲区中的数据,刷新到文件中

5.释放资源(会先调用flush方法刷新数据,第4步可以省略)

1.2、字节缓冲输入流

java.io.BufferedInputStream extends InputStream

BufferedInputStream:字节缓冲输入流

继承自父类的成员方法:

int read() 从输入流中读取数据的下一个字节,【一次读取一个字节】

int read(byte[] b) 从输入流中读取一定数量的字节,并将其存储在缓冲区数组b中

void close() 关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源

构造方法:

BufferedInputStream(InputStream in) 创建一个BufferedInputStream并保存其参数,即输入流in,以便将来使用

BufferedInputStream(InputStream in, int size) 创建具有指定缓冲区大小的BufferedInputStream,并保存其参数,即输入流in,以便将来使用。

参数:

    InputStream in:字节输入流
    
        可以传递FileInputStream,缓冲流会给FileInputStream增加一个缓冲区,提高FileInputStream的读取效率
        
    int size:指定缓冲流内部缓冲区的大小,不指定默认

使用步骤(重点):

1.创建一个FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源

2.创建一个BufferedInputStream对象,构造方法中传递FileInputStream对象,提高FileInputStream对象的读取效率

3.使用BufferedInputStream对象中的方法read,读取文件

4.释放资源

1.3、字符缓冲输出流

java.io.BufferedWriter extends Writer

BufferedWriter:字符缓冲输出流

继承自父类的共性成员方法:

void write(int c) 写入单个字符

void write(char[] cbuf) 写入字符数组

void write(char[] cbuf, int off, int len) 写入字符数组的一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数

void write(String str) 写入字符串

void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数

void flush() 刷新该流的缓冲

void close() 关闭此流,但要先刷新它

构造方法:

BufferedWriter(Writer out) 创建一个使用默认大小输出缓冲区的缓冲字符输出流

BufferedWriter(Writer out, int size) 创建一个使用给定大小输出缓冲区的新缓冲字符输出流

参数:

    Writer out:字符输出流
    
        可以传递FileWriter,会给FileWriter增加一个缓冲区,提高FileWriter的写入效率
        
    int size:指定字符缓冲输出流的内部缓冲区的大小,不写默认大小

特有的成员方法:

void newLine() 写一个行分隔符。会根据不同的操作系统获取不同的行分隔符

    换行:换行符号
    Windows:\r\n
    Linux:/n
    Mac:/r

使用步骤:

1.创建字符缓冲输出流对象,构造方法中传递字符输出流

2.调用字符缓冲输出流的方法write,把数据写入到内存缓冲区中

3.调用字符缓冲输出流的方法flush,把内存缓冲区中的数据刷新到文件中

4.释放资源

知识扩展:

System.out.println()其实就是调用了newLine()方法实现了换行操作

源码:
	public void println() {
		newLine();
	 }

1.4、字符缓冲输入流

java.io.BufferedReader extends Reader

BufferedReader:字符缓冲输入流

继承自父类的共性成员方法:

int read() 读取单个字符并返回。

int read(char[] cbuf) 一次读取多个字符,将字符读入数组

void close()    关闭该流并释放与之关联的所有资源

构造方法:

BufferedReader(Reader in) 创建一个使用默认大小输入缓冲区的缓冲字符数额入流

BufferedReader(Reader in, int size) 创建一个使用指定大小输入缓冲区的缓冲字符输入流

参数:

    Reader in:字符输入流
    
        可以传递FIleReader,缓冲流会给FileReader增加一个缓冲区,提高FileReader的读取效率
        
    int size:指定输入缓冲区的大小

特有的成员方法:

String readLine() 读取一个文本行,即读取一行数据

	行的终止符号:通过下列字符之一即可认为某行已经终止:换行('\n')、回车('\r')或回车后直接跟着换行(\r\n)
	
返回值:

	包含该行内容的字符串,不包含任何终止符,如果已经到达流末尾,则返回null,不是-1

使用步骤:

1.创建一个字符缓冲输入流对象,构造方法中传递字符输入流对象

2.使用字符缓冲输入流中的方法read或者readLine读取文本

3.释放资源

二、转换流

字符编码和字符集:

编码:字符(能看懂)-->字节(看不懂)
解码:字节(看不懂)-->字符(能看懂)

字符编码(Character Encoding):就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则

编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则

字符集(Charset):也叫编码表,是一个系统支持的所有字符的集合,包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。

常见的字符集有:ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。

一套字符集必然至少有一套字符编码。

ASCII字符集:ASCII编码

GBK字符集:GBK编码

Unicode字符集:UTF8编码、UTF16编码、UTF32编码

注意:
	GBK中两个字节表示一个中文,UTF8中3个字节表示一个中文。

可见,当指定了编码,它对应的字符集自然就指定了,所以编码才是我们最终要关心的。

2.1 FileWriter & FileReader

FileReader可以读取IDE默认编码格式(UTF-8)的文件

FileReader读取系统默认编码格式(GBK)会产生乱码

FileReader只能使用IDE默认编码表(UTF-8)

源码解析:

public FileReader(String fileName) throws FileNotFoundException {
    super(new FileInputStream(fileName));
}

可见,FileReader底层也是通过【字节输入流】读取字节,然后在通过FileReader将字节转换为字符(FileReader查询UTF-8码表,字节转换为字符即为解码的过程)。

2.2 如何读取GBk编码的文件?

使用转换流InputStreamReader:

【InputStreamReader是字节流通向字符流的桥梁】,可以查询IDE默认码表(UTF-8),也可以查询指定编码表。

同理,对于FileWriter来说,只能使用IDE默认码表(UTF-8),将内存中的数据写入到硬盘中。

我们可以使用转换流OutputStreamWriter,指定编码格式。【OutputStreamWriter是字符流通向字节流的桥梁】。

源码解析:

public class FileWriter extends OutputStreamWriter {
    public FileWriter(String fileName) throws IOException {
            super(new FileOutputStream(fileName));
            }
}

可见,FileWriter底层是通过字节输出流将字符转换为字节(即编码的过程)

2.3转换流作用

转换流可以指定编码表。

2.4 java.io.OutputStreamWriter extends Writer

缓冲流OutputStreamWriter:是字符流转换为字节流的桥梁:可使用指定的charset将要写入流中的字符编码成字节。

继承自父类的共性成员方法:

void write(int c) 写入单个字符

void write(char[] cbuf) 写入字符数组

void write(char[] cbuf, int off, int len) 写入字符数组的一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数

void write(String str) 写入字符串

void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数

void flush() 刷新该流的缓冲

void close() 关闭此流,但要先刷新它

构造方法:

OutputStreamWriter(OutputStream out) 创建使用默认字符编码的OutputStreamWriter

OutputStreamWriter(OutputStream out, String CharsetName) 创建使用指定字符集的OutputStreamWriter

参数:

    OutputStream out:字节输出流,可以用来写转换之后的字节到文件中
    
    String CharsetName:指定的编码表名称,,不区分大小写,不指定默认使用UTF-8

使用步骤:

1.创建一个OutputStreamWriter对象,构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名称

2.使用OutputStreamWriter对象中的方法writer,把字符转换为字节,存储到缓冲区中(即编码的过程)

3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush,把内存缓冲区中的字节刷新到文件中(使用字节输出流写字节的过程)

4.释放资源

2.5 java.io.InputStreamReader extends Reader

缓冲流InputStreamReader:是字节流通向字符流的桥梁:它使用指定的charset读取字节并将其解码为字符。

继承自父类的共性成员方法:

int read() 读取单个字符并返回。

int read(char[] cbuf) 一次读取多个字符,将字符读入数组

void close()    关闭该流并释放与之关联的所有资源

构造方法:

InputStreamReader(InputStream in) 创建一个使用IDE默认字符集(Unicode字符集)的InputStreamReader

InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) 创建使用指定字符集的InputStreamReader

参数:

    InputStream in:字节输入流,用来读取文件中保存的字节
    
    String charsetName:指定的编码表名称,,不区分大小写,不指定默认使用UTF-8

使用步骤:

1.创建InputStreamReader对象,构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称

2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件

3.释放资源

注意事项:
    构造方法中指定的编码表名称要和文件的编码格式一样,否则会产生乱码

三、序列化流

1.序列化流

把对象以流的方式,写入到文件中保存,叫写对象,也叫对象的序列化。

对象中包含的不仅仅是字符,使用字节流

ObjectOutputStream:对象的序列化流

java.io.ObjectOutputStream extends OutputStream

ObjectOutputStream:对象的序列化流

作用:把对象以流的方式写入到文件中保存

构造方法:

ObjectOutputStream(OutputStream out) 创建写入指定OutputStream的ObjectOutputStream

参数:
    OutputStream out:字节输出流

特有的成员方法:

void writeObject(Object obj) 将指定的对象写入ObjectOutputStream

使用步骤:

1.创建ObjectOutputStream对象,构造方法中传递字节输出流

2.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject,把对象写入到文件中

3.释放资源

遇到的问题:

抛出了异常:NotSerializableException

对于该异常的介绍:当实例需要具有序列化接口时,抛出此异常。序列化运行时或实例的类会抛出此异常。参数应该为该类的名称。

产生NotSerializableException异常的原因:

public interface Serializable

类通过实现java.io.Serializable接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。

2.反序列化流

把文件中保存的对象,以流的方式读取出来,叫做读对象,也叫做对象的反序列化

读取的文件保存的都是字节,使用字节流

ObjectInputStream:对象的反序列化流

因为读取的文件可以是任意类型的数据,所以返回值用Object类型接收。

java.io.ObjectInputStream extends InputStream

ObjectInputStream:对象的反序列化流

作用:把文件中保存的对象,以流的方式读取出来使用

构造方法:

ObjectInputStream(InputStream in) 创建从指定InputStream读取的ObjectInputStream

参数:
    InputStream in:字节输入流

特有的成员方法:

Object readObject() 从ObjectInputStream读取对象

使用步骤:

1.创建ObjectInputStream对象,构造方法中传递字节输入流

2.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取保存对象的文件

3.释放资源

4.使用读取出来的对象

遇到的问题:

readObject方法声明抛出了classNotFoundException(class文件找不到异常)

当不存在对象的class文件时抛出此异常

反序列化的前提:

    1.类必须实现Serializable接口
    
    2.必须存在类对应的class文件

3.异常处理

分析:

1.对于JVM可以反序列化对象,它必须是能够找到class文件的类。
  如果找不到该类的class文件,则抛出一个classNotFoundException异常。

2.另外,当JVM反序列化对象时,能找到class文件,但是class文件在序列化对象之后发生了修改,
  那么反序列化操作也会失败,跑出一个InvalidClassException异常。

发生这个异常的原因为:

1.该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配

2.该类包含未知数据类型

3.该类没有可访问的无参构造方法

InvalidClassException异常的原理和解决方案

编译器(javac.exe)会把Person.java文件编译生成Person.class(字节码文件)
Person类实现了Serializable接口,就会根据类的定义
给Person.class文件,添加一个序列号:serialVersionUID=-1234

序列化时,对象保存在Person.txt中:

    Person{age=18, name='张三'}
    serialVersionUID=-1234

反序列化时,会使用Person.class文件中的序列号和Person.txt文件中的序列化号进行比较。

    如果是一样的,则反序列化成功
    
    如果不一样,则抛出序列化冲突异常:InvalidClassException

4.Serializable接口和transient关键字

序列化和反序列化的时候,会抛出NotSerializableException(没有序列化异常)

类通过实现java.io.Serializable接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。

Serializable接口也叫标记型接口:

要进行序列化和反序列化的类必须实现Serializable接口,就会给类添加一个标记
    
当我们进行序列化和反序列化的时候,就会检测类上是否有这个标记
    
    有标记:可以序列化和反序列化
        
    没有标记:不可以序列化和反序列化,会抛出NotSerializableException异常
        
Serializable接口里面什么内容都没有,只是起到一个标记作用,所以叫做标记型接口。

static关键字:静态关键字

静态优先于非静态加载到内存中(静态优先于对象进入到内存中)

被static修饰的成员变量是不能被序列化的,序列化的都是对象,而静态不属于对象,它被所有对象共享

private static int age;
oos.writeObject(new Person("张三", 18));
Object o = ois.readObject();
Person{age=0, name='张三'}

成员变量age被static修饰以后,就不能序列化了,所以当被反序列化时,age=0

transient关键字:瞬态关键字

被transient修饰的成员变量,不能被序列化

所以如果不希望被序列化的时候,就用transient关键字修饰,功能和static关键字一样,但是又没有static的含义

InvalidClassException异常出现的原因及解决方案:

原因:

每次修改类的定义,都会给class文件生成一个新的序列号

解决方案:

无论是否对类的定义进行修改,都不重新生成新的序列号

可以手动给类添加一个序列号

格式在Serializable接口规定:

    可序列化类可以通过声明名为"serialVersionUID"的字段(该字段必须是静态(static)、最终(final)的long型字段)显式声明其自己的serialVersionUID:
    
        static final long serialVersionUID = 12L;   //常量,不能改变

四、打印流

1.java.io.PrintStream:打印流

PrintStream为其他输出流添加了功能,使它们能够方便地打印各种数据值表示形式。

PrintStream特点:

1.只负责数据的输出,不负责数据的读取

2.与其他输出流不同,PrintStream永远不会抛出IOException

3.有特有的方法:print、println

    void print(任意类型的值)
    
    void println(任意类型的值并换行)

构造方法:

PrintStream(File file):输出的目的地是一个文件

PrintStream(OutputStream out):输出的目的地是一个字节输出流

PrintStream(String fileName):输出的目的地是一个文件路径

2.PrintStream extends OutputStream

继承自父类的成员方法:

public void close():关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源

public void flush():刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。

public void write(byte[] b):将b.length字节从指定的字节数组写入此输出流

public void write(byte[] b, int off, int len):从指定的字节数组写入len字节,从偏移量off开始输出到此输出流

public abstract void write(int b):将指定的字节输出流

注意事项:

如果使用继承自父类的write方法写数据,那么查看数据的时候会【查询编码表】: 97-> a

如果使用自己特有的方法print/println方法写数据,写的数据【原样输出】: 97 -> 97

3.static void setOut(PrintStream out)

可以改变输出语句的目的地(打印流的流向)

输出语句,默认在控制台输出,使用System.setOut方法改变输出语句的目的地为参数中传递的打印流的目的地

static void setOut(PrintStream out)
 
 重新分配"标准"输出流。