Java | IO流

概述

Java程序中，對於數據的輸入/輸出操做以「流（stream）」的方式進行。

流的分類

• 按操做數據單位的不一樣分爲：字節流（8bit），字符流（16 bit）
• 按數據流的流向不一樣分爲：輸入流，輸出流
• 按流的角色不一樣分爲：節點流，處理流

關於字節流和字符流的區別：

• 讀寫單位不一樣：字節流以字節（8bit）爲單位，字符流以字符爲單位，根據碼錶映射字符，一次可能讀多個字節。
• 處理對象不一樣：字節流能處理全部類型的數據（如圖片、avi等），而字符流只能處理字符類型的數據。
• 字節流：一次讀入或讀出是8位二進制。
• 字符流：一次讀入或讀出是16位二進制。

輸入流和輸出流

• 輸入流只能進行讀操做
• 輸出流只能進行寫操做

節點流和處理流

節點流：直接從數據源或者目的地讀寫數據

處理流：不直接鏈接到數據源或目的地，而是「鏈接」在已存在的流（節點流或處理流）之上，經過對數據的處理爲程序提供更爲強大的讀寫功能。

Java IO流體系

Java中IO流體系以下表所示，最基本的四個抽象基類分別是：InputStream、OutputStream、Reader、Writer。表格每一列的類都是繼承與第一行的抽象基類的。

經常使用的字符流

FileReader

一般一個流的使用由如下4個步驟組成：

1. 提供File類的對象，指明要操做的文件
2. 提供具體的流
3. 根據不一樣流，進行不一樣的操做
4. 流的關閉操做

好比以FileReader流爲例，那麼它的使用步驟是：

1. 實例化File類的對象，指明要操做的文件
2. 提供具體的流，FileReader流的實例化
3. 進行數據的讀入操做
4. 流的關閉操做

雖然Java IO流體系有衆多的類，可是全部的流都基本按照這幾個步驟來使用的。下面記錄一下FileReader的使用，數據的讀入操做。

@Test
    public void testFileReader() throws IOException { // 拋出異常
        // 1. 實例化File類對象，指明要操做的文件
        File file = new File("Hello.txt");
        // 2. 提供具體的流
        FileReader fr = new FileReader(file);
        // 3. 數據的讀入
        // read()：返回讀入的一個字符，若是達到文件末尾，那麼返回-1
        int data = fr.read();
        while(data != -1){
            System.out.print((char)data);
            data = fr.read();
        }
        // 4. 流的關閉操做
        fr.close();
    }

上面例子中，經過File類實例化了一個File對象，而後將其當作參數傳入了FileReader類進行實例化，以後調用read()方法進行數據的讀入，最後執行流的關閉。

關於上面代碼有幾個須要注意的點：

• File file = new File("Hello.txt");這段代碼使用的是相對路徑，若是是使用IDEA進行編寫的，那麼這個相對路徑在單元測試方法和main方法中有所區別。在單元測試方法中使用相對路徑，那麼相對的是模塊的路徑，而在main方法中相對的是項目的路徑。好比，這裏模塊名Day07,這個模塊下有文件Hello.txt，而模塊位於項目JavaSenior下,那麼File類實例化後的實例文件路徑以下代碼所示：

public class FileReaderTest {
    // 在main方法中，輸出：D:\code\Java\JavaSenior\Hello.txt
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("Hello.txt");
        System.out.println(file.getAbsolutePath());
    }
    
     // 在單元測試方法中，輸出：D:\code\Java\JavaSenior\Day07\Hello.txt
    @Test
    public void test4(){
        File file = new File("Hello.txt");
        System.out.println(file.getAbsolutePath());
    }
}

• 因爲建立流不能被Java垃圾回收機制所處理，因此須要手動進行流的關閉操做，可是因爲異常，在步驟1,2,3可能出現異常致使第4步(流的關閉)不能被執行，致使資源不能及時回收，因此爲了保證資源必定能夠執行關閉操做，須要使用try-catch-finally進行處理，而不建議使用拋出的方式。因此，比較規範的流使用代碼應該以下：

@Test
    public void test2(){
        FileReader fr = null;
        try{
            File file = new File("Hello.txt");
            fr = new FileReader(file);
            int data;
            while ((data = fr.read()) != -1){
                System.out.println((char)data);
            }
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                if (fr != null){
                    fr.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

• read()方法：讀取單個字符。做爲整數讀取的字符，範圍在0-65535之間（2個字節的Unicode碼），若是已到達流的末尾，則返回-1。
• read(char cbuf[])：將字符存入數組，而且返回本次讀取的字符數，若是到達流的末尾，則返回-1。

@Test
    public void test3()  {
        FileReader fr = null;
        try {
            // 1. File類的實例化
            File file = new File("Hello.txt");

            // 2. FileReader流的實例化
            fr = new FileReader(file);

            // 3. 讀入的操做
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;
             /*
             假如Hello.txt裏的文件內容是helloworld123，這裏的read(cbuf)指的是讀取5個字符，
             即第一次讀取hello，返回5，第二次讀取world，返回5，
             第三次讀取123，由於只有123了，返回3，第四次返回-1。
             因此3次循環，len變量的值爲5,5,3，最後一次爲-1。
             */
            while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
                // 遍歷操做錯誤的寫法
//                for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//                    System.out.println(arr[i]);
//                }
                // 正確的遍歷操做一：
//                for (int i = 0; i < len; i++) {
//                    System.out.print(arr[i]);
//                }

                // 錯誤的寫法二：
//                String str = new String(arr);
//                System.out.println(str);

                // 正確的寫法二：
                String str = new String(cbuf,0,len);
                System.out.print(str);
            }
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            // 4. 流資源的關閉
            try {
                if (fr != null) {
                    fr.close();
                }
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

未完待續...