14 Java IO流
IO(Input Output)流
- IO流用来处理设备之间的数据传输
- Java对数据的操作时通过流的方式
- Java用于操作流的对象都在IO包中
- 流按操作数据分为两种: 字节流和字符流
- 流按类型分为: 输入流, 输出流
IO流常用基类
- 字节流的抽象基类对象: InputStream, OutputStream
- 字符流的抽象基类对象: Reader, Writer 注:有这四个类派生出来的子类名称都是由其父类名作为子类名的后缀. 如: InputStream 的子类 FileInputStream 如: Reade r的子类 FileReader
完整的流家族
输入流与输出流的层次结构
Reader 和 Writer 的层次结构
FileReader和FileWriter流
创建一个 FileWriter 对象,该文件会在指定目录下创建. 如果同名则覆盖, 除非构造方法第二个参数append 为 true; 由此可得默认为false.
/**
*
* @param str
* String to be written
*
* @throws IOException
*/
public static void createFile(String str) throws IOException{
//在D盘下创建abc.txt. 如果同名则覆盖,除非构造方法第二个参数append为true;
File file = new File("D:" + File.separator + "abc.txt");
FileWriter fw = new FileWriter(file, false);
fw.write(str);
fw.flush(); //关闭流对象,之前会flash一次缓冲中的数据.
fw.close(); //与flush的区别: flush刷新后流可以继续使用,close却将流关闭,不可再写入
} IO异常的标准处理方式一(以FileWriter为例)
String fileName = "D:" + File.separatorChar + "abc.txt";
FileWriter fw = null;
try {
fw = new FileWriter(fileName);
fw.write("balabala...");
fw.flush();
} catch (IOException e) {
//检查异常转为非检查异常
throw new RuntimeException("产生IO异常");
} finally {
if (fw != null)
try {
fw.close();
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException("流关闭异常");
}
}IO异常的标准处理方式二(SE 7 try-with-resources方式)
String fileName = "D:" + File.separatorChar + "abc.txt";
try (FileWriter fw = new FileWriter(fileName)) {
fw.write("balabala...");
fw.flush();
} catch (IOException e) {
//检查异常转为非检查异常
throw new RuntimeException("产生IO异常");
}使用FileReader读取文本文件方式一
int ch = 0;
while((ch=fr.read())!=-1){
//relevant operation
}使用FileReader读取文本文件方式二(较方法一好,推荐使用)
int len= 0;
char[] buf = new char[1024];
while((len=fr.read(buf))!=-1){
//relevant operation
}拷贝文件(建议使用方式二) //relevant operation --> fileWriter.write(buf,0,len);
字符流的缓冲流BufferedReader与BufferedWriter
- 提高了对数据的读写效率
- 对应类:BufferedReader和BufferedWriter
- 缓冲区要结合流才可以使用
- 在流的基础上对流的功能进行了增强
BufferedWriter
- 为提高字符写入流的效率,只要将需要提高效率的流对象作为参数传递到BufferedWriter的构造方法.
- BufferedWriter有自己特有的readLine()方法, 这是不包含行结束符的
- 如果需要每次换行则bfr.newLine(), 并且还要flush()一下.最后不要忘记close流. //我的理解是BufferedWriter和BufferedReader都是基于原流,且衷于原流.提供了每行的写与读,而不参杂多余的行终止符.所以要每次自己换行.
BufferedReader 读取数据
String line = null;
while((line=bfr.readLine())!=null){
//relevant operation
}使用BufferedWriter, BufferedReader拷贝文件关键代码
String line = null;
while((line=bfr.readLine())!=null){
bfr.write(line);
bfr.newLine();
bfr.flush();
}牵扯到装饰设计模式
- 当先要对已有对象进行功能增强时,可以定义类,将已有对象传入,基于已有的功能,并提供加强功能.
- 装饰类通常会通过构造方法接收被装饰的对象,并基于被装饰的对象的功能,提供更强的功能.
- 装饰模式比继承要灵活,避免了继承体系臃肿.而且降低了类与类之间的关系,装饰类因为增强已有对象,具备的功能和已有的是相同的,只不过提供了更强功能.所以装饰类和比装饰类通常是都属于一个体系中.
LineNumberReader BufferedReader()的子类,只是多了标号而已. 通过setLineNumber设置初始行号, 和输出可以getLineNumber获取每行的行号
字节流FileOutputStream和FileInputStream
可以进行二进制形式进行图片, 音乐等文件的读写.
//拷贝一个图片
public static void copyFile() throws IOException{
InputStream fis = new FileInputStream("D:\\source.jpg" );
OutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\dst.jpg" );
int len = 0;
byte[] buf = new byte[1024];
while((len=fis.read(buf))!=-1){
fos.write(buf, 0, len);
}
fis.close(); 拷贝一首歌(使用字节流的Buffered缓冲区)
InputStream inputStream = new BufferedInputStream(
new FileInputStream("D:" + File.separator + "刘涛 - 说不出口.mp3"));
OutputStream outputStream = new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream("D:" + File.separator + "刘某 - 就不要说.mp3")); 键盘录入(InputStreamReader和OutputStreamWriter转换流)
System.out: 对应的是标准输入设备,控制台 System.in: 对应的是标准输出设备,键盘
练习: 通过键盘录入,当输入一行数据后将改行数据进行打印,如果录入的数据是over,那么停止录入.
//方法一: 传统思考
//要点记住回车的处理方式: ASCII码 13 '\r', 10 '\n'
public static void method1() throws IOException{
final InputStream in = System.in;
int character ;
final StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
while(true){
character = in.read();
switch (character) {
case '\r':
break;
case '\n':
final String result = stringBuilder.toString();
if("over".equals(result)){
return;
}
//StringBuilder的清空方式
stringBuilder.delete(0, stringBuilder.length());
break;
default:
stringBuilder.append((char)character);
break;
}
}
}
//方法二: InputStreamReader转换流,将字节流转成字符流的桥梁,然后经缓冲包装提高效率
public static void method2() throws IOException{
final InputStream in = System.in;
final BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
String line = null;
while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
if("over".equals(line)){
break;
}
}
}
//方法三: Scanner [5.0]
public static void method3(String[] args) throws IOException {
final InputStream in = System.in;
String line = null;
final Scanner scanner = new Scanner(in);
while(scanner.hasNextLine()){
line = scanner.nextLine();
if("over".equals(line)){
break;
}
}
}OutputStreamWriter转换流
和InputStreamReader类似,是字符流通向字节流的桥梁.只是包装System.out在缓冲后.
OutputStream os = System.out;
OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(os);
outputStreamWriter.write("cba");
outputStreamWriter.flush();
outputStreamWriter.close();流操作规律
- 明确源和目的
- 是否是纯文本(字节流 和 字符流的选取), 具体使用哪个对象
- 是否需要提高效率而加入缓冲 这其中涉及到的OutputStream(OutputStream out, String charsetName)就是字符转字节的桥梁,并可以指定自定义编码,例如"UTF-8",这也是转换流出现的原因.
改变标准输入输出设备
System的setIn()方法 重新分配“标准”输入流。否则标准输入流一般都是键盘InputStream. System的setOut()方法 重新分配“标准”输出流。否则标准输入流一般都是键盘PrintStream. 可以利用这两个已关联的流进行相关操作
打印流 PrintStream和PrintWriter
该流提供了打印方法,可以将各种类型的数据原样打印.
PrintStream 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。它还提供其他两项功能。与其他输出流不同，PrintStream 永远不会抛出 IOException；而是，异常情况仅设置可通过 checkError 方法测试的内部标志。另外，为了自动刷新，可以创建一个 PrintStream；这意味着可在写入 byte 数组之后自动调用 flush 方法，可调用其中一个 println 方法，或写入一个换行符或字节 ('\n')。
PrintStream 打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节。在需要写入字符而不是写入字节的情况下，应该使用 PrintWriter 类。
PrintWriter
- 增加了字符输出流Writer
// 设置自动刷新
PrintWriter pw = new PrintWriter(System.out, true);
String line = null;
BufferedReader bfr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
while ((line = bfr.readLine()) != null) {
// 这样写比用BufferedWriter更简洁.PrintWriter更适合打印各种数据.
pw.println(line);
}序列流SequenceInputStream(**表示其他输入流的逻辑串联,没有对应的输出流)
练习: 文件的分割与合并
//切割只用字节流,而不是字符流
public static void split() throws IOException{
FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\123.pdf" );
FileOutputStream fos = null;
int len = 0;
//1M=1024KB=1024*1024字节 存储
byte[] buf = new byte[1024*1024];
int i=0;
while((len=fis.read(buf))!=-1){
fos = new FileOutputStream("d:\\" +(++i)+ ".part");
fos.write(buf, 0, len);
fos.flush();
fos.close();;
}
fis.close();
}
//文件合并
public static void meger() throws IOException{
Vector<FileInputStream> v = new Vector<FileInputStream> ();
for(int i=1;i<4;i++)
v.add( new FileInputStream("d:\\" + i+".part"));
SequenceInputStream sis = new SequenceInputStream(v.elements());
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\kk.pdf" );
int len = 0;
byte[] buf = new byte[1024];
while((len=sis.read(buf))!=-1){
fos.write(buf, 0, len);
}
sis.close();
fos.close();
}操作对象的ObjectInputStream与ObjectOutputStream
- 被操作的对象需要实现Serializable(标记接口)
- 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 ANY-ACCESS-MODIFIER static final long serialVersionUID = 42L; 这样生成新的类不会改变UID,而不是使用系统生成的UID.
- 另外非静态成员变量可以transient修饰不被序列化,同样类(static)变量也不会序列化.
管道流PipedInputStram和PipedOutputStream
- 输入输出可以直接连接,结合线程使用
PipedInputStream,接收InputStream对象 用于与另一输出管道相连, 读取写入到输出管道中的数据,用于程序中线程的通信
PipedOutputStream, 可以将管道输出流连接到管道输入流来创建通信管道。管道输出流是管道的发送端。通常，数据由某个线程写入 PipedOutputStream 对象，并由其他线程从连接的 PipedInputStream 读取。
public class DemoPipedStream {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//建立管道读入流
PipedInputStream pis = new PipedInputStream();
//建立管道输出流并与读入流关联,也可以写成connect
PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream(pis);
new Thread(new Write(pos)).start();
new Thread(new Read(pis)).start();
}
}
class Read implements Runnable{
private PipedInputStream pis;
public Read(PipedInputStream pis){
this.pis = pis;
}
@Override
public void run(){
byte[] buf = new byte[200];
try{
System.out.println("---读取流开始获取信息");
int len = pis.read(buf);
System.out.println("--"+new String(buf,0,len));
System.out.println("---读取流读取流信息完毕");
}catch(IOException e){
throw new RuntimeException("流读取异常");
}
finally{
if(pis!=null)
try{pis.close();}
catch(IOException e){
throw new RuntimeException("流关闭异常");
}
}
}
}
class Write implements Runnable{
private PipedOutputStream pos;
public Write(PipedOutputStream pos){
this.pos = pos;
}
public void run(){
try {
System.out.println("写入流开始写入流信息,持续3S");
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
pos.write("Hello PipedStram".getBytes());
System.out.println("写入流开始写入完毕");
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException("流写入异常");
}
finally{
if(pos!=null)
try{pos.close();}
catch(IOException e){
throw new RuntimeException("流关闭异常");
}
}
}
}RandomAccessFile
可以在文件中的任何位置查找或写入数据。磁盘文件都是随机访问的，但是从网络而来的数据流却不是。你可以打开一个随机访问文件，只用于读入或者同 时用于读写. 构造器的第二个参数来指定这个选项。
- “ r”表示只读模式；
- “ rw”表示读 / 写模式；
- “ rws”表示每次更新时，都对数据和元数据的写磁盘操作进行同步的读 / 写模式；
- “ rwd”表示每次更新时，只对数据的写磁盘操作进行同步的读 / 写模式
//调整对象中指针
seek(long pos)
//尝试跳过输入的 n 个字节以丢弃跳过的字节。
skipBytes()操作基本数据类型
以二进制格式读写基本Java类型 DataInputStream与DataOutputstream 操作字节数组 ByteArrayInputStream与ByteArrayOutputStream 操作字符数组 CharArrayReader与CharArrayWriter 操作字符串 StringReader与StringWriter
总结: 以二进制格式写出数据，需要使用 DataOutputStream。 以文本格式写出数据，需要使用 PrintWriter。
PrintWriter printWriter = new PrintWriter("setting.dat", "UTF-8");字符集
在过去，国际化字符集已经得到了处理，但是处理得很不系统，散布在 Java 类库的各处。在 Java SE 1.4 中引入的 java.nio 包用 Charset 类统一了对字符集的转换（注意 s 是小写的）。
//获取Charset实例
Charset.defaultCharset(); //默认字符集
Charset charset = Charset.forName("UTF-8");//静态获取指定字符集
//Returns a set containing this charset's aliases.
for(String alias: charset.aliases()){
System.out.println(alias);
}
//编码Java字符串
ByteBuffer bytBuffer = charset.encode("自古中秋月最明, 凉风届候夜弥清");
byte[] bytes = bytBuffer.array();
//要想解码字节序列，需要有字节缓冲区
CharBuffer cbuf = charset.decode(bytBuffer);
System.out.println(cbuf.toString()); 字符编码
//"你好"-->"??"是GBK变utf-8 ; -->"浣犲ソ"是utf-8变GBK 编一次解一次即可.
关闭流
总体可以认为是“先开后关”原则，原因是 IO 流的打开顺序是固定且层层依托的。 然后是closeable关闭的优化
如果new FileOutputStream, 然后上级目录不存在会抛出FileNotFoundException异常, 所以需要先行创建上层文件夹。
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原始发表：2022-05-17，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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