Java中的流、字符流和字節流

1、什麼是流：

流是一個抽象的概念。當Java程序須要從數據源讀取數據時，會開啓一個到數據源的流。數據源能夠是文件，內存或者網絡等。一樣，當程序須要輸出數據到目的地時也同樣會開啓一個流，數據目的地也能夠是文件、內存或者網絡等。流的建立是爲了更方便地處理數據的輸入輸出。

流分爲字節流和字符流。字節流也稱爲原始數據，須要用戶讀入後進行相應的編碼轉換。而字符流的實現是基於自動轉換的，讀取數據時會把數據按照JVM的默認編碼自動轉換成字符。

字節流由InputStream和OutputStream處理，而字符流由Reader和Writer處理。Reader和Writer是Java後加入的處理類，出於讓數據的處理更方便的目的。

 

2、字節流和字符流

      若是數據流中最小的數據單元是字節，那麼稱這種流爲字節流；若是數據流中最小的數據單元是字符，那麼稱這種流爲字符流。在Java的IO系統中，java.io.InputStream和java.io.OutputStream分別表示字節輸入流和字節輸出流，java.io.Reader和java.io.Writer分別表示字符輸入流和字符輸出流。

I/O流的層次

1．字節流：

從InputStream和OutputStream派生出來的一系列類。這類流以字節(byte)爲基本處理單位。

◇ InputStream、OutputStream

　　◇ FileInputStream、FileOutputStream（文件流）

　　◇ PipedInputStream、PipedOutputStream

　　◇ ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream

　　◇ FilterInputStream、FilterOutputStream

　　◇ DataInputStream、DataOutputStream （原始型數據流，

                                            他們是在普通流上加了讀寫原始型數據的功能，因此構造他們時要先構造普通流方法：

                                             readBoolean()/writeBoolean()

                                             readByte()/writeByte()

                                             readChar()/writeByte()      ）

　　◇ BufferedInputStream、BufferedOutputStream（緩衝區流）

 2．字符流：

從Reader和Writer派生出的一系列類，這類流以16位的Unicode碼錶示的字符爲基本處理單位。

◇ Reader、Writer

　　◇ InputStreamReader、OutputStreamWriter

    ◇ PipedReader、PipedWriter

　　◇ FileReader、FileWriter

　　◇ CharArrayReader、CharArrayWriter

　　◇ FilterReader、FilterWriter

　　◇ BufferedReader、BufferedWriter

　　◇ StringReader、StringWriter

 3．對象流

　　◇ ObjectInputStream、ObjectOutputStream（

           串行化：對象經過寫出描述本身狀態的數值來記述本身的過程叫串行化

           對象流：可以輸入輸出對象的流

           將串行化的對象經過對象流寫入文件或傳送到其餘地方，對象流是在普通流上加了傳輸對象的功能，因此構造對象流時要先構造普通文件流

           注意：只有實現了Serializable接口的類才能被串行化）

 

4．其它

　　◇ 文件處理：

　　File、RandomAccessFile；

　　◇ 接口

　　DataInput、DataOutput、ObjectInput、ObjectOutput
3、字節流

    1. 處理概述：  

對於字節流處理的類都繼承自InputStream和OutputStream這兩個抽象類。

InputStream提供的最重要的方法是：

Java代碼

1. read();   
2. read(byte[] b) ;   
3. read(byte[] b, int off, int len) ;  

 

用於從輸入流中讀取字節。

OutputStream提供的最重要的方法是：

Java代碼

1. write(int b);   
2. write(byte[] b);   
3. write(byte[] b, int off, int len)   

用於將字節寫入輸出流。

2. 字節流：

字節流的處理類有不少，他們都繼承自InputStream或者OutputStream抽象類。

輸入流： 

先談談輸入流，輸入流中跟數據源直接接觸的類有：FileInputStream和ByteArrayInputStream，他們分別實現了從文件或者內存中的字節數組讀入數據到輸入流。

 

其餘的輸入流處理類都是裝飾類（Decorator模式），下面對他們進行一下簡單介紹： 

BufferedInputStream： 提供了緩衝功能。

DataInputStream: 容許應用程序以與機器無關方式從底層輸入流中讀取基本 Java 數據類型。應用程序可使用數據輸出流寫入稍後由數據輸入流讀取的數據。

PipedInputStream: 容許以管道的方式來處理流。當鏈接到一個PipedOutputStream後，它會讀取後者輸出到管道的數據。

PushbackInputStream: 容許放回已經讀取的數據。

SequenceInputStream: 能對多個inputstream進行順序處理。

 

輸出流：

基本上每一個輸入流類都有一個相應的輸出流類，提供相應的輸出流處理。

一樣，跟數據目的地直接接觸的類有：FileOutputStream和ByteArrayOutputStream，前者實現了把數據流寫入文件的功能，後者實現了一個輸出流，其中的數據被寫入一個 byte 數組。緩衝區會隨着數據的不斷寫入而自動增加。可以使用 toByteArray() 和 toString() 獲取數據。

下面對其它的裝飾類作一下簡單介紹：

BufferedOutputStream： 提供了緩衝功能的輸出流，在寫出完成以前要調用flush來保證數據的輸出。

DataOutputStream: 數據輸出流容許應用程序以適當方式將基本 Java 數據類型寫入輸出流中。而後，應用程序可使用數據輸入流將數據讀入。

PipedOutputStream: 容許以管道的方式來處理流。能夠將管道輸出流鏈接到管道輸入流來建立通訊管道。管道輸出流是管道的發送端。一般，數據由某個線程寫入 PipedOutputStream 對象，並由其餘線程從鏈接的 PipedInputStream 讀取。

PrintStream: 爲其餘輸出流添加了功能，使它們可以方便地打印各類數據值表示形式。咱們常常用到的System.out或者System.err都是PrintStream。

 4、字符流:

1.  字符流處理概述

全部的字符流操做類都繼承自Reader或者Writer這兩個抽象類。

Reader提供的重要方法有：

Java代碼

1. read(char[] cbuf);   
2. read(char[] cbuf, int off, int len);   
3. read(CharBuffer target);  

 

他們提供了從流中讀取數據到字符數組或者CharBuffer的功能。

 

Writer提供的重要方法有：

Java代碼

1. write(char[] cbuf);   
2. write(char[] cbuf, int off, int len);   
3. write(int c);   
4. write(String str);   

write(String str, int off, int len);  

他們提供了把字符、字符數組或者字符串寫入流中的功能。

 

   2. 字符流處理

 

輸入流：

       跟數據源直接接觸的類：

CharArrayReader: 從內存中的字符數組中讀入數據，以對數據進行流式讀取。

StringReader：從內存中的字符串讀入數據，以對數據進行流式讀取。

FileReader：從文件中讀入數據。注意這裏讀入數據時會根據JVM的默認編碼對數據進行內轉換，而不能指定使用的編碼。因此當文件使用的編碼不是JVM默認編碼時，不要使用這種方式。要正確地轉碼，使用InputStreamReader。

 

   裝飾類：

BufferedReader：提供緩衝功能，能夠讀取行：readLine();

LineNumberReader: 提供讀取行的控制：getLineNumber()等方法。

InputStreamReader: 字節流通向字符流的橋樑：它使用指定的 charset 讀取字節並將其解碼爲字符。

 

輸出流：

 

根數據目的相關的類：

CharArrayWriter：把內存中的字符數組寫入輸出流，輸出流的緩衝區會自動增長大小。輸出流的數據能夠經過一些方法從新獲取。

StringWriter: 一個字符流，能夠用其回收在字符串緩衝區中的輸出來構造字符串。

FileWriter：把數據寫入文件。

 

裝飾類：

BufferedWriter：提供緩衝功能。

OutputStreamWriter：字符流通向字節流的橋樑：可以使用指定的 charset 將要寫入流中的字符編碼成字節。

PrintWriter: 向文本輸出流打印對象的格式化表示形式。

 

流處理中的其它方法：

mark和reset用於重複讀取某段的數據，以下代碼：

     Java代碼

1. is = new BufferedInputStream(new FileInputStream("res/input.data"));   
2. assertTrue(is.available() > 0);   
3. assertTrue(is.markSupported());     
4. // The read limit has no effect.   
5. is.mark(0);     
6. int first = is.read();   
7. int second = is.read();     
8. is.reset();   
9. int firstAgain = is.read();   
10. int secondAgain = is.read();     
11. assertEquals(first, firstAgain);   
12. assertEquals(second, secondAgain);  

Writer或者OutputStream中的flush(): 刷新該流的緩衝，用於確保數據的輸出。

 

 

小結

a. 字節流：

InputStream

|-- FileInputStream (基本文件流）

|-- BufferedInputStream

|-- DataInputStream

|-- ObjectInputStream

OutputStream 同上圖

BufferedInputStream，DataInputStream，ObjectInputStream 只是在FileInputStream 上增添了相應的功能，構造時先構造FileInputStream

 

b. 字符流：

Reader

|-- InputStreamReader (byte->char 橋樑）

|-- BufferedReader (經常使用）

Writer

|-- OutputStreamWriter (char->byte 橋樑）

|-- BufferedWriter

|-- PrintWriter （經常使用）

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