java基础知识I/O流使用详解

“流”概念源于UNIX中的管道(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,它屏蔽了实际的I/O设备中处理数据的细节。   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,流可以分为两类:输入流和输出流。其实输入/输出是想对于内存来说的。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,对于输入流,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。

a.流:一组有序的数据序列。
b字节流:数据流中最小的数据单元是字节。
c.字符流:数据流中最小的数据单元是字符。

一.  java.io包中的类对应两类流

一类流直接从指定的位置(如磁盘文件或内存区域)读或写,这类流称为结点流,其他的流则称为过滤流(包装流)

过滤流:一些流可以从文件以及其他地方接收字节,另一些流可以将字节组合成更有用的数据类型。将一个已经存在的流传递给另一个流的构造方法,将这两种流结合起来,结合后的流被称为过滤流。过滤器输入流往往是以其它输入流作为它的输入源,经过过滤或处理后再以新的输入流的形式提供给用户,过滤器输出流也类似。我们很少用单一的类来创建流对象,而是通过叠合多个对象来提供所期望的功能(即装饰器设计模式)。

java的常用输入、输出流其实都是继承自4个抽象类,分别是:

基于单字节的InputStream,OutputStream类(面向字节形式的I/O)
基于双字节的Unicode代码单元的 Reader, Writer类(面向字符形式的I/O)
一旦打开输入流后,程序就可从输入流串行地读数据。从输入流读/写数据的过程一般如下:打开一个流通道-->读取/写信息-->关闭流通道。

在java平台中,有以下两种方式能获得本地平台的字符编码类型:

(a)System.getProperty("file.encoding");

(b) Charset cs=Charset.defaultCharset();

所有的输入流、输出流都可以分为字节(输入、输出)流,字符(输入、输出)流,处理字节的主要是(OutputStream/InputStream) 系列,处理字符的,主要是(Reader/Write)系列

二.以字节(Byte)为导向的输入流(InputStream系列),这几个类都可以与FileInputStream对象相连以提供有用接口:

ByteArrayInputStream:把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
StringBufferInputStream(在java1.1中已经弃用了):把一个String对象作为InputStream,底层实现使用StringBuffer
FileInputStream:把一个文件作为InputStream,实现对文件的读取操作(文件名、文件、FileDescriptor对象)
PipedInputStream:实现了pipe的概念,主要在线程中使用(作为多进程中的数据源)
SequenceInputStream:把多个InputStream合并为一个InputStream
以字节(Byte)为导向的输出流(OutputStream系列),可以与FilterOutputStream对象相连以提供有用接口:

ByteArrayOutputStream:在内存中创建缓冲区,把信息存入内存中的一个缓冲区中,缓冲区初始化尺寸(可选)
 FileOutputStream:把信息存入文件中(文件名、文件、FileDescriptor)
PipedOutputStream:实现了pipe的概念,主要在线程中使用(指定用于多线程的数据的目的地)

三.与之对应的(Reader/Writer)系列

Reader:                 与InputStream相对应,适配器InputStreamReader
Writer:                 与OutputStream相对应,适配器为OutputStreamWriter
FileReader:              与FileOutputStream相对应
 FileWriter:             与FileOurputStream相对应
 StringReader:           无相对应的类
StringWriter:           与ByteArrayInputStream相对应
CharArrayReader:        与ByteArrayOutputStream相对应
 CharArrayWriter:        与ByteArrayOutputStream相对应
 PipedReader:            与PipedInputStream相对应
 PipedWriter:            与PipedOutputStream相对应

四.两种不限导向的stream之间的转换(使用适配器类)

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。

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。它使用的字符集可以由名称指定或显式给定,或者可以接受平台默认的字符集

OutputStreamWriter 是字符流通向字节流的桥梁:可使用指定的 charset 将要写入流中的字符编码成字节。它使用的字符集可以由名称指定或显式给定,否则将接受平台默认的字符集

.通过FilterInputStream从InputStream读取数据

DataInputStream:从stream中读取基本类型(int、char,long等)数据。
BufferedInputStream:使用缓冲区 ,使用它可以防止每次读取都得进行实际的读操作
LineNumberInputStream:会记录input stream内的行数,然后可调用getLineNumber()和setLineNumber(int)
PushbackInputStream:很少用到,一般用于编译器开发
通过FilterOutputStream向OutputStream写入:

DataIOutputStream:可以按照移植方式往stream中输出基本类型(int、char,long等)数据。
 BufferedOutputStream:使用缓冲区 ,使用它可避免每次发送数据都进行实际的写操作
 PrintStream:产生格式化输出 ,其中DataOutputStream处理数据的存储,PrintStream处理显示

六.更改流的行为

尽管BufferedOutputStream是FilterOutputStream的子类,但是BufferedWriter并不是FilterWriter的子类,(FilterWriter是抽象类,没有任何子类)

没有与DataInputStream对应的类。除非在要使用readLine()时改用BufferedReader,否则使用DataInputStream
BufferedReader:与BufferedInputStream对应
 LineNumberReader:与LineNumberInputStream对应
PushBackReader:与PushbackInputStream对应
BufferedWrite:与BufferedOutStream对应
PrintWrite:与 PrintStream对应

七.自我独立的类:RandomAccessFile

这个类适用于有大小已知的记录组成的文件,RandomAccessFile除了实现了DataInput和DataOutput接口(DataInputStream和DataOutputStream也实现了这两个接口)之外,这个类是个完全独立的类,它拥有和别的I/O类型本质不同的行为,可以在一个文件内向前和向后移动,直接从Object派生而来。

可通过RandomAccessFile对象完成对文件的读写操作
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
可以直接跳到文件中指定的位置
RandomAccessFile的大部分功能(不是全部)有nio存储映射文件所取代

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