Java之IO流詳解

大多數應用程序都須要實現與設備之間的數據傳輸，例如鍵盤能夠輸入數據，顯示器能夠顯示程序的運行結果等。在Java中，將這種經過不一樣輸入輸出設備(鍵盤，內存，顯示器，網絡等)之間的數據傳輸抽象表述爲」流」，程序容許經過流的方式與輸入輸出設備進行數據傳輸。Java中的」流」都位於java.io包中，稱爲IO(輸入輸出)流。

IO流四你們族:

• 1.InputStream:輸入字節流。
• 2.OutputStream:輸出字節流。
• 3.Reader:輸入字符流。
• 4.Writer:輸出字符流。

其中一、2統稱字節流，三、4統稱字符流。接下來就來詳細介紹這四你們族流的用法。

1.字節流

1.1概念

在計算機中，不管是文本、圖片、音頻、仍是視頻，全部的文件都是以二進制(字節)形式存在，IO流中針對字節的輸入輸出提供了一系列的流，統稱爲字節流。字節流是程序中最經常使用的流，根據數據的傳輸方向可將其分爲字節輸入流和字節輸出流。在JDK中，提供了兩個抽象類InputStream和OutputStream，它們是字節流的頂級父類，全部的字節輸入流都繼承自InputStream，全部的字節輸出流都繼承自OutputStream。

注意:以上所說的全部」輸入」、」輸出」都是相對於程序而言。數據經過輸入流從源設備輸入到程序，經過輸出流從程序輸出到目標設備，從而實現數據的傳輸。

1.2字節輸入流(InputStream)

經常使用方法:

• int read();從輸入流讀取一個8位的字節，把它轉換成0~255之間的整數，並返回這一整數。
• int read(byte[] b);從輸入流讀取若干字節，把它們保存到參數b指定的字節數組中，返回的整數表示讀取字節數。
• int read(byte[] b,int off,int len);從輸入流讀取若干字節，把它們保存到參數b指定的字節數組中，off指定字節數組開始保存數據的起始下標，len表示讀取的字節數目。
• void close();關閉此輸入流並釋放與該流關聯的全部系統資源。

前三個read()方法都是用來讀數據的，其中，第一個read()方法是從輸入流中逐個讀入字節，而第二個和第三個read()方法則將若干字節以字節數組的形式一次性讀入，從而提升讀數據的效率。在進行IO流操做時，當前IO流會佔用必定的內存，因爲系統資源寶貴，所以，在IO流操做結束後，應該調用close()方法關閉流，從而釋放當前IO流所佔的系統資源。

Demo:讀取文件text.txt中的內容

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ FileInputStream in=new FileInputStream("text.txt"); int b;//定義一個int類型的變量，記住每次讀取的一個字節。 while((b=in.read())!=-1) { System.out.prinln(b);//逐個打印出讀取的每個字節 } in.close(); } }

 

1.3字節輸出流(OutputStream)

經常使用方法:

• void write(int b);向輸出流寫入一個字節。
• void write(byte[] b);把參數b指定的字節數組的全部字節寫到輸出流。
• void write(byte[] b,int off,int len);將指定byte數組中從偏移量off開始的len個字節寫入輸出流。
• void flush();刷新此輸出流並強制寫出全部緩衝的輸出字節。
• void close();關閉此輸出流並釋放與此流相關的全部系統資源。

前三個是重載的write()方法，都是用於向輸出流寫入字節，其中，第一個方法逐個寫入字節，後兩個方法是將若干個字節以字節數組的形式一次性寫入，從而提升寫數據的效率。flush()方法用來將當前輸出流緩衝區(一般是字節數組)中的數據強制寫入目標設備，此過程稱爲刷新。close()方法是用來關閉流並釋放與當前IO流相關的系統資源。

Demo:將字符串(首先要將字符串轉換爲字節)寫入到文件中

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ FileOutputStream out=new FileOutputStream(目標文件的路徑); String str="hello world"; byte[] b=str.getBytes();//字符串調用getBytes()方法便可轉換成字節數組。 for(int i=0;i<b.length;i++) { out.write(b[i]); } out.close(); } }

InputStream和OutputStream這兩個類雖然提供了一系列和讀寫數據有關的方法，可是這兩個類都是抽象類，不能被實例化。所以，針對不一樣的功能，兩者提供了不一樣的子類。

1.4代碼示例

下面這個例子經過對文件的複製來說解InputStream和OutputStream的用法。

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ String fileName="/Users/codingBoy/Desktop/example1.jpg";//源文件路徑 String fileName2="/Users/codingBoy/Desktop/example2.jpg";//目標文件路徑 InputStream in=null; OutputStream out=null; try { in = new FileInputStream(fileName); out = new FileOutputStream(fileName2); int b; while ((b = in.read())!= -1) { out.write(b); } }catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); }finally { try { if (in != null) in.close(); if (out!=null) out.close(); }catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } } }

 

1.5字節緩衝流

上面的例子實現了對文件的複製，可是一個字節一個字節的讀寫，須要頻繁的操做文件，效率很是低。爲了提升效率，須要使用兩個帶緩衝的字節流，分別是BufferedInputStream和BufferedOutputStream,它們兩個同時也屬於上文JavaWeb學習筆記之Jdbc二中講到的裝飾流。下面經過增長字節緩衝流來對上述例子進行變更:

Demo:

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ String fileName="/Users/codingBoy/Desktop/example1.jpg";//源文件路徑 String fileName2="/Users/codingBoy/Desktop/example2.jpg";//目標文件路徑 InputStream in=null; OutputStream out=null; BufferedInputStream bis=null; BufferedOutputStream bos=null; try { in = new FileInputStream(fileName); bis = new BufferedInputStream(in);//將輸入流對象做爲參數傳遞給輸入緩衝流 out = new FileOutputStream(fileName2); bos = new BufferedOutputStream(out); int len; while((len=bis.read())!=-1) { bos.write(len); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); }finally { try { if (in != null) in.close(); if (bis!=null) bis.close(); if (out!=null) out.close(); if (bos!=null) bos.close(); }catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } } }

 

2.字符流

2.1定義

前面咱們講過的InputStream和OutputStream類在讀寫文件時操做的都是字節，若是但願在程序中操做字符，使用這兩個類就不太方便，爲此JDK提供了字符流。同字節流同樣，字符流也有兩個抽象的頂級父類，分別是Reader和Writer。其中Reader是字符輸入流，用於從某個源設備讀取字符，Writer是字符輸出流，用於向某個目標設備寫入字符。其API跟字節流的相似。

2.2輸入字符流(Reader)

Demo:讀取reader.txt中的字符串

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ FileReader reader=new FileReader("reader.txt"); int ch; while((ch=reader.read())!=-1) { System.out.println((char)ch);//經過read()方法讀取到的是int類型的值，因此須要進行強制轉換。 } reader.close(); } }

 

2.3輸出字符流(Writer)

Demo:將字符串輸出到目標文件中

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ FileWrite out=new FileWrite(目標文件的路徑); String str="hello world"; out.write(str); out.close(); } }

 

2.4字符緩衝流

字符流一樣提供了帶緩衝區的包裝流，分別是BufferedWriter和BufferedReader,其中BufferedReader用於對字符輸入流的包裝，BufferedWriter用於對字符輸出流的包裝。須要注意的是，在BufferedReader中有一個重要的方法readLine()，該方法用於一次讀取一行文本。接下來經過一個例子學習如何使用這兩個包裝流實現文件的複製。

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ String fileName="/Users/codingBoy/Desktop/example1.jpg";//源文件路徑 String fileName2="/Users/codingBoy/Desktop/example2.jpg";//目標文件路徑 Reader reader=null; BufferedReader bf=null; Writer writer=null; BufferedWriter bw=null; try { reader = new Reader(fileName); br=new BufferedReader(reader); writer = new Writer(fileName2); bw=new BufferedWriter(writer); String str; while ((str = bf.readLine())!= null) { bw.write(str); bw.newLine();//寫入一個換行符，該方法會根據不一樣的操做系統生成相應的換行符。 } }catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); }finally { try { if (reader != null) reader.close(); if (br !=null) br.close(); if (writer!=null) writer.close(); if (bw !=null) bw.close(); }catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } } }

3.轉換流

前面提到IO流可分爲字節流和字符流，有時字節流和字符流之間也須要進行轉換。在JDK中提供了兩個類能夠將字節流轉換爲字符流，它們分別是InputStreamReader和OutputStreamWriter。

轉換流也是一種包裝流，其中OutputStreamWriter是Writer的子類，它能夠將一個字節輸出流包裝成字符輸出流，方便直接寫入字符，而InputStreamReader是Reader的子類，它能夠將一個字節輸入流包裝成字符輸入流，方便直接讀取字符。

Demo:將字節流轉換爲字符流

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ String fileName="/Users/codingBoy/Desktop/example1.jpg";//源文件路徑 String fileName2="/Users/codingBoy/Desktop/example2.jpg";//目標文件路徑 InputStreamReader isr=new InputStreamReader(new FileInputStream(fileName1)); BufferedReader br=new BufferedReader(isr); OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(fileName2)); BufferedWriter bw=new BufferedWriter(osw); String line; while((line=br.readLine())!=null) { bw.write(line); } br.close(); bw.close(); } }

 

4.其餘IO流

4.1ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream

在前面的學習中，都是將文件直接存儲到硬盤，但有時候咱們但願將文件臨時存儲到緩衝區，方便之後讀取。爲此JDK中提供了一個ByteArrayOutputStream類。該類會在建立對象時就建立一個byte型數組的緩衝區，當向數組中寫數據時，該對象會把全部的數據先寫入緩衝區，最後一次行寫入文件。
Demo:將數據寫入緩衝區

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ String fileName1="/Users/codingBoy/Desktop/example1.jpg";//源文件路徑 String fileName2="/Users/codingBoy/Desktop/example2.jpg";//目標文件路徑 FileInputStream in=new FileInputStream(fileName1); ByteArrayOutputStream bos=new ByteArrayOutputStream(); FileOutputStream out=new FileOutputStream(fileName2); int b; while((b=in.read())!=-1) { bos.write(b);//先將數據寫入緩衝區，當須要寫入目標文件中的時候再調用輸出流的write(bos.toByteArray())方法。 } in.close(); bos.close(); out.write(bos.toByteArray()); out.close(); }

 

在該例中，定義了一個ByteArrayOutputStream對象，將從fileName1文件中讀取的字節所有寫入該對象的緩衝區，經過FileOutputStream對象將緩衝區的數據一次性寫入fileName2文件。

與ByteArrayOutputStream相似，ByteArrayInputStream是從緩衝區中讀取數據，接下來經過一個案例來演示ByteArrayInputStream如何讀取緩衝區的數據。

Demo:

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ byte[] bytes=new byte[]{97,98,99,100}; ByteArrayInputStream bis=new ByteArrayInputStream(bytes); int b; while((b=bis.read())!=-1) { System.out.println((char)b); } }