1.什麼是IOjava
Java中I/O操做主要是指使用Java進行輸入,輸出操做. Java全部的I/O機制都是基於數據流進行輸入輸出,這些數據流表示了字符或者字節數據的流動序列。Java的I/O流提供了讀寫數據的標準方法。任何Java中表示數據源的對象都會提供以數據流的方式讀寫它的數據的方法。 編程
Java.io是大多數面向數據流的輸入/輸出類的主要軟件包。此外,Java也對塊傳輸提供支持,在覈心庫 java.nio中採用的即是塊IO。數組
流IO的好處是簡單易用,缺點是效率較低。塊IO效率很高,但編程比較複雜。
Java IO模型 :
Java的IO模型設計很是優秀,它使用Decorator模式,按功能劃分Stream,您能夠動態裝配這些Stream,以便得到您須要的功能。例 如,您須要一個具備緩衝的文件輸入流,則應當組合使用FileInputStream和BufferedInputStream。 緩存
2.數據流的基本概念安全
數 據流是一串接二連三的數據的集合,就象水管裏的水流,在水管的一端一點一點地供水,而在水管的另外一端看到的是一股接二連三的水流。數據寫入程序能夠是一 段、一段地向數據流管道中寫入數據,這些數據段會按前後順序造成一個長的數據流。對數據讀取程序來講,看不到數據流在寫入時的分段狀況,每次能夠讀取其中 的任意長度的數據,但只能先讀取前面的數據後,再讀取後面的數據。無論寫入時是將數據分屢次寫入,仍是做爲一個總體一次寫入,讀取時的效果都是徹底同樣 的。 網絡
「流是磁盤或其它外圍設備中存儲的數據的源點或終點。」app
在電腦上的數據有三種存儲方式,一種是外存,一種是內存,一種是緩存。好比電腦上的硬盤,磁盤,U盤等都是外存,在電腦上有內存條,緩存是在CPU裏面 的。外存的存儲量最大,其次是內存,最後是緩存,可是外存的數據的讀取最慢,其次是內存,緩存最快。這裏總結從外存讀取數據到內存以及將數據從內存寫到外 存中。對於內存和外存的理解,咱們能夠簡單的理解爲容器,即外存是一個容器,內存又是另一個容器。那又怎樣把放在外存這個容器內的數據讀取到內存這個容 器以及怎麼把內存這個容器裏的數據存到外存中呢?框架
在Java類庫中,IO部分的內容是很龐大的,由於它涉及的領域很普遍:dom
標準輸入輸出,文件的操做,網絡上的數據流,字符串流,對象流,zip文件流等等,java中將輸入輸出抽象稱爲流,就好像水管,將兩個容器鏈接起來。將數據衝外存中讀取到內存中的稱爲輸入流,將數據從內存寫入外存中的稱爲輸出流。函數
流是一個很形象的概念,當程序須要讀取數據的時候,就會開啓一個通向數據源的流,這個數據源能夠是文件,內存,或是網絡鏈接。相似的,當程序須要寫入數據的時候,就會開啓一個通向目的地的流。
總結的基本概念以下:
一組有序,有起點和終點的字節的數據序列。包括輸入流和輸出流。
程序從輸入流讀取數據源。數據源包括外界(鍵盤、文件、網絡…),便是將數據源讀入到程序的通訊通道
程序向輸出流寫入數據。將程序中的數據輸出到外界(顯示器、打印機、文件、網絡…)的通訊通道。
採用數據流的目的就是使得輸出輸入獨立於設備。
Input Stream不關心數據源來自何種設備(鍵盤,文件,網絡)
Output Stream不關心數據的目的是何種設備(鍵盤,文件,網絡)
流序列中的數據既能夠是未經加工的原始二進制數據,也能夠是經必定編碼處理後符合某種格式規定的特定數據。所以Java中的流分爲兩種:
1) 字節流:數據流中最小的數據單元是字節
2) 字符流:數據流中最小的數據單元是字符, Java中的字符是Unicode編碼,一個字符佔用兩個字節。
3. 標準I/O
Java程序可經過命令行參數與外界進行簡短的信息交換,同時,也規定了與標準輸入、輸出設備,如鍵盤、顯示器進行信息交換的方式。而經過文件能夠與外界進行任意數據形式的信息交換。
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運行命令:java Java C VB
運行結果:
args[0] is <Java>
args[1] is <C>
args[2] is <VB>
java系統自帶的標準數據流:java.lang.System:
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注意:
(1)System類不能建立對象,只能直接使用它的三個靜態成員。
(2)每當main方法被執行時,就自動生成上述三個對象。
1) 標準輸出流 System.out
System.out向標準輸出設備輸出數據,其數據類型爲PrintStream。方法:
Void print(參數)
Void println(參數)
2)標準輸入流 System.in
System.in讀取標準輸入設備數據(從標準輸入獲取數據,通常是鍵盤),其數 據類型爲InputStream。方法:
int read() //返回ASCII碼。若,返回值=-1,說明沒有讀取到任何字節讀取工做結束。
int read(byte[] b)//讀入多個字節到緩衝區b中返回值是讀入的字節數
例如:
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等待鍵盤輸入,鍵盤輸入什麼,就打印出什麼:
3)標準錯誤流
System.err輸出標準錯誤,其數據類型爲PrintStream。可查閱API得到詳細說明。
標準輸出經過System.out調用println方法輸出參數並換行,而print方法輸出參數但不換行。println或print方法都通 太重載實現了輸出基本數據類型的多個方法,包括輸出參數類型爲boolean、char、int、long、float和double。同時,也重載實現 了輸出參數類型爲char[]、String和Object的方法。其中,print(Object)和println(Object)方法在運行時將調 用參數Object的toString方法。
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4.java.IO層次體系結構
在整個Java.io包中最重要的就是5個類和一個接口。5個類指的是File、OutputStream、InputStream、Writer、Reader;一個接口指的是Serializable.掌握了這些IO的核心操做那麼對於Java中的IO體系也就有了一個初步的認識了
Java I/O主要包括以下幾個層次,包含三個部分:
1.流式部分――IO的主體部分;
2.非流式部分――主要包含一些輔助流式部分的類,如:File類、RandomAccessFile類和FileDescriptor等類;
3.其餘類--文件讀取部分的與安全相關的類,如:SerializablePermission類,以及與本地操做系統相關的文件系統的類,如:FileSystem類和Win32FileSystem類和WinNTFileSystem類。
主要的類以下:
1. File(文件特徵與管理):用於文件或者目錄的描述信息,例如生成新目錄,修改文件名,刪除文件,判斷文件所在路徑等。
2. InputStream(二進制格式操做):抽象類,基於字節的輸入操做,是全部輸入流的父類。定義了全部輸入流都具備的共同特徵。
3. OutputStream(二進制格式操做):抽象類。基於字節的輸出操做。是全部輸出流的父類。定義了全部輸出流都具備的共同特徵。
Java中字符是採用Unicode標準,一個字符是16位,即一個字符使用兩個字節來表示。爲此,JAVA中引入了處理字符的流。
4. Reader(文件格式操做):抽象類,基於字符的輸入操做。
5. Writer(文件格式操做):抽象類,基於字符的輸出操做。
6. RandomAccessFile(隨機文件操做):它的功能豐富,能夠從文件的任意位置進行存取(輸入輸出)操做。
Java中IO流的體系結構如圖:
5. 非流式文件類--File類
在Java語言的java.io包中,由File類提供了描述文件和目錄的操做與管理方法。但File類不是InputStream、OutputStream或Reader、Writer的子類,由於它不負責數據的輸入輸出,而專門用來管理磁盤文件與目錄。
做用:File類主要用於命名文件、查詢文件屬性和處理文件目錄。
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File類共提供了三個不一樣的構造函數,以不一樣的參數形式靈活地接收文件和目錄名信息。構造函數:
1)File (String pathname)
例:File f1=new File("FileTest1.txt"); //建立文件對象f1,f1所指的文件是在當前目錄下建立的FileTest1.txt
2)File (String parent , String child)
例:File f2=new File(「D:\\dir1","FileTest2.txt") ;// 注意:D:\\dir1目錄事先必須存在,不然異常
3)File (File parent , String child)
例:File f4=new File("\\dir3");
File f5=new File(f4,"FileTest5.txt"); //在若是 \\dir3目錄不存在使用f4.mkdir()先建立
一個對應於某磁盤文件或目錄的File對象一經建立, 就能夠經過調用它的方法來得到文件或目錄的屬性。
1)public boolean exists( ) 判斷文件或目錄是否存在
2)public boolean isFile( ) 判斷是文件仍是目錄
3)public boolean isDirectory( ) 判斷是文件仍是目錄
4)public String getName( ) 返回文件名或目錄名
5)public String getPath( ) 返回文件或目錄的路徑。
6)public long length( ) 獲取文件的長度
7)public String[ ] list ( ) 將目錄中全部文件名保存在字符串數組中返回。
File類中還定義了一些對文件或目錄進行管理、操做的方法,經常使用的方法有:
1) public boolean renameTo( File newFile ); 重命名文件
2) public void delete( ); 刪除文件
3) public boolean mkdir( ); 建立目錄
例子:
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說明:File類的方法:
(1) exists()測試磁盤中指定的文件或目錄是否存在
(2) mkdir()建立文件對象指定的目錄(單層目錄)
(3) createNewFile()建立文件對象指定的文件
(4) list()返回目錄中全部文件名字符串
6. Java.IO流類庫
java.io包中包含了流式I/O所須要的全部類。在java.io包中有四個基本類:InputStream、OutputStream及Reader、Writer類,它們分別處理字節流和字符流:
基本數據流的I/O
輸入/輸出 |
字節流 |
字符流 |
輸入流 |
Inputstream |
Reader |
輸出流 |
OutputStream |
Writer |
IO框架:
Java中其餘多種多樣變化的流均是由它們派生出來的:
JDK1.4版本開始引入了新I/O類庫,它位於java.nio包中,新I/O類庫利用通道和緩衝區等來提升I/O操做的效率。
在java.io包中, java.io.InputStream 表示字節輸入流, java.io.OutputStream表示字節輸出流,處於java.io包最頂層。這兩個類均爲抽象類,也就是說它們不能被實例化,必須生成子類以後才能實現必定的功能。
1、按I/O類型來整體分類:
1. Memory 1)從/向內存數組讀寫數據: CharArrayReader、 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
2)從/向內存字符串讀寫數據 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream
2.Pipe管道 實現管道的輸入和輸出(進程間通訊): PipedReader、PipedWriter、PipedInputStream、PipedOutputStream
3.File 文件流。對文件進行讀、寫操做 :FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream
4. ObjectSerialization 對象輸入、輸出 :ObjectInputStream、ObjectOutputStream
5.DataConversion數據流 按基本數據類型讀、寫(處理的數據是Java的基本類型(如布爾型,字節,整數和浮點數)):DataInputStream、DataOutputStream
6.Printing 包含方便的打印方法 :PrintWriter、PrintStream
7.Buffering緩衝 在讀入或寫出時,對數據進行緩存,以減小I/O的次數:BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream
8.Filtering 濾流,在數據進行讀或寫時進行過濾:FilterReader、FilterWriter、FilterInputStream、FilterOutputStream過
9.Concatenation合併輸入 把多個輸入流鏈接成一個輸入流 :SequenceInputStream
10.Counting計數 在讀入數據時對行記數 :LineNumberReader、LineNumberInputStream
11.Peeking Ahead 經過緩存機制,進行預讀 :PushbackReader、PushbackInputStream
12.Converting between Bytes and Characters 按照必定的編碼/解碼標準將字節流轉換爲字符流,或進行反向轉換(Stream到Reader,Writer的轉換類):InputStreamReader、OutputStreamWriter
二、按數據來源(去向)分類:
一、File(文件): FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter
二、byte[]:ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream
三、Char[]: CharArrayReader, CharArrayWriter
四、String: StringBufferInputStream, StringReader, StringWriter
五、網絡數據流:InputStream, OutputStream, Reader, Writer
7. 字節流InputStream/OutputStream
InputStream 爲字節輸入流,它自己爲一個抽象類,必須依靠其子類實現各類功能,此抽象類是表示字節輸入流的全部類的超類。 繼承自InputStream 的流都是向程序中輸入數據的,且數據單位爲字節(8bit);
InputStream是輸入字節數據用的類,因此InputStream類提供了3種重載的read方法.Inputstream類中的經常使用方法:
(1) public abstract int read( ):讀取一個byte的數據,返回值是高位補0的int類型值。若返回值=-1說明沒有讀取到任何字節讀取工做結束。
(2) public int read(byte b[ ]):讀取b.length個字節的數據放到b數組中。返回值是讀取的字節數。該方法其實是調用下一個方法實現的
(3) public int read(byte b[ ], int off, int len):從輸入流中最多讀取len個字節的數據,存放到偏移量爲off的b數組中。
(4) public int available( ):返回輸入流中能夠讀取的字節數。注意:若輸入阻塞,當前線程將被掛起,若是InputStream對象調用這個方法的話,它只會返回0,這個方法必須由繼承InputStream類的子類對象調用纔有用,
(5) public long skip(long n):忽略輸入流中的n個字節,返回值是實際忽略的字節數, 跳過一些字節來讀取
(6) public int close( ) :咱們在使用完後,必須對咱們打開的流進行關閉.
主要的子類:
1) FileInputStream把一個文件做爲InputStream,實現對文件的讀取操做
2) ByteArrayInputStream:把內存中的一個緩衝區做爲InputStream使用
3) StringBufferInputStream:把一個String對象做爲InputStream
4) PipedInputStream:實現了pipe的概念,主要在線程中使用
5) SequenceInputStream:把多個InputStream合併爲一個InputStream
OutputStream提供了3個write方法來作數據的輸出,這個是和InputStream是相對應的。
1. public void write(byte b[ ]):將參數b中的字節寫到輸出流。
2. public void write(byte b[ ], int off, int len) :將參數b的從偏移量off開始的len個字節寫到輸出流。
3. public abstract void write(int b) :先將int轉換爲byte類型,把低字節寫入到輸出流中。
4. public void flush( ) : 將數據緩衝區中數據所有輸出,並清空緩衝區。
5. public void close( ) : 關閉輸出流並釋放與流相關的系統資源。
主要的子類:
1) ByteArrayOutputStream:把信息存入內存中的一個緩衝區中
2) FileOutputStream:把信息存入文件中
3) PipedOutputStream:實現了pipe的概念,主要在線程中使用
4) SequenceOutputStream:把多個OutStream合併爲一個OutStream
流結束的判斷:方法read()的返回值爲-1時;readLine()的返回值爲null時。
FileInputStream可使用read()方法一次讀入一個字節,並以int類型返回,或者是使用read()方法時讀入至一個byte數 組,byte數組的元素有多少個,就讀入多少個字節。在將整個文件讀取完成或寫入完畢的過程當中,這麼一個byte數組一般被看成緩衝區,由於這麼一個 byte數組一般扮演承接數據的中間角色。
做用:以文件做爲數據輸入源的數據流。或者說是打開文件,從文件讀數據到內存的類。
使用方法(1)
File fin=new File("d:/abc.txt");
FileInputStream in=new FileInputStream( fin);
使用方法(2)
FileInputStream in=new FileInputStream(「d: /abc.txt」);
程序舉例:
將InputFromFile.java的程序的內容顯示在顯示器上
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做用:用來處理以文件做爲數據輸出目的數據流;或者說是從內存區讀數據入文件
FileOutputStream類用來處理以文件做爲數據輸出目的數據流;一個表示文件名的字符串,也能夠是File或FileDescriptor對象。
建立一個文件流對象有兩種方法:
方式1:
File f=new File (「d:/myjava/write.txt ");
FileOutputStream out= new FileOutputStream (f);
方式2:
FileOutputStream out=new FileOutputStream(「d:/myjava/write.txt ");
方式3:構造函數將 FileDescriptor()對象做爲其參數。
FileDescriptor() fd=new FileDescriptor();
FileOutputStream f2=new FileOutputStream(fd);
方式4:構造函數將文件名做爲其第一參數,將布爾值做爲第二參數。
FileOutputStream f=new FileOutputStream("d:/abc.txt",true);
注意: (1)文件中寫數據時,若文件已經存在,則覆蓋存在的文件;(2)的讀/寫操做結束時,應調用close方法關閉流。
程序舉例:使用鍵盤輸入一段文章,將文章保存在文件write.txt中
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利用程序將文件file1.txt 拷貝到file2.txt中。
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計算機訪問外部設備很是耗時。訪問外存的頻率越高,形成CPU閒置的機率就越大。爲了減小訪問外存的次數,應該在一次對外設的訪問中,讀寫更多的數據。 爲此,除了程序和流節點間交換數據必需的讀寫機制外,還應該增長緩衝機制。緩衝流就是每個數據流分配一個緩衝區,一個緩衝區就是一個臨時存儲數據的內 存。這樣能夠減小訪問硬盤的次數,提升傳輸效率。
BufferedInputStream:當向緩衝流寫入數據時候,數據先寫到緩衝區,待緩衝區寫滿後,系統一次性將數據發送給輸出設備。
BufferedOutputStream :當從向緩衝流讀取數據時候,系統先從緩衝區讀出數據,待緩衝區爲空時,系統再從輸入設備讀取數據到緩衝區。
1)將文件讀入內存:
將BufferedInputStream與FileInputStream相接
FileInputStream in=new FileInputStream( 「file1.txt 」 );
BufferedInputStream bin=new BufferedInputStream( in);
2)將內存寫入文件:
將BufferedOutputStream與 FileOutputStream相接
FileOutputStreamout=new FileOutputStream(「file1.txt」);
BufferedOutputStream bin=new BufferedInputStream(out);
3)鍵盤輸入流讀到內存
將BufferedReader與標準的數據流相接
InputStreamReader sin=new InputStreamReader (System.in) ;
BufferedReader bin=new BufferedReader(sin);
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程序說明:
從鍵盤讀入字符,並寫入到文件中BufferedReader類的方法:String readLine()
做用:讀一行字符串,以回車符爲結束。
BufferedWriter類的方法:bout.write(String s,offset,len)
做用:從緩衝區將字符串s從offset開始,len長度的字符串寫到某處。
8. 字符流Writer/Reader
Java中字符是採用Unicode標準,一個字符是16位,即一個字符使用兩個字節來表示。爲此,JAVA中引入了處理字符的流。
用於讀取字符流的抽象類。子類必須實現的方法只有 read(char[], int, int) 和 close()。可是,多數子類將重寫此處定義的一些方法,以提供更高的效率和/或其餘功能。
1) FileReader :與FileInputStream對應
主要用來讀取字符文件,使用缺省的字符編碼,有三種構造函數:
(1)將文件名做爲字符串 :FileReader f=new FileReader(「c:/temp.txt」);
(2)構造函數將File對象做爲其參數。
File f=new file(「c:/temp.txt」);
FileReader f1=new FileReader(f);
(3) 構造函數將FileDescriptor對象做爲參數
FileDescriptor() fd=new FileDescriptor()
FileReader f2=new FileReader(fd);
(1) 用指定字符數組做爲參數:CharArrayReader(char[])
(2) 將字符數組做爲輸入流:CharArrayReader(char[], int, int)
讀取字符串,構造函數以下: public StringReader(String s);
2) CharArrayReader:與ByteArrayInputStream對應
3) StringReader : 與StringBufferInputStream對應
4) InputStreamReader
從輸入流讀取字節,在將它們轉換成字符:Public inputstreamReader(inputstream is);
5) FilterReader: 容許過濾字符流
protected filterReader(Reader r);
6) BufferReader :接受Reader對象做爲參數,並對其添加字符緩衝器,使用readline()方法能夠讀取一行。
Public BufferReader(Reader r);
主要方法:
(1) public int read() throws IOException; //讀取一個字符,返回值爲讀取的字符
(2) public int read(char cbuf[]) throws IOException; /*讀取一系列字符到數組cbuf[]中,返回值爲實際讀取的字符的數量*/
(3) public abstract int read(char cbuf[],int off,int len) throws IOException;
/*讀取len個字符,從數組cbuf[]的下標off處開始存放,返回值爲實際讀取的字符數量,該方法必須由子類實現*/
寫入字符流的抽象類。子類必須實現的方法僅有 write(char[], int, int)、flush() 和 close()。可是,多數子類將重寫此處定義的一些方法,以提供更高的效率和/或其餘功能。 其子類以下:
1) FileWrite: 與FileOutputStream對應
將字符類型數據寫入文件,使用缺省字符編碼和緩衝器大小。
Public FileWrite(file f);
2) chararrayWrite:與ByteArrayOutputStream對應 ,將字符緩衝器用做輸出。
Public CharArrayWrite();
3) PrintWrite:生成格式化輸出
public PrintWriter(outputstream os);
4) filterWriter:用於寫入過濾字符流
protected FilterWriter(Writer w);
5) PipedWriter:與PipedOutputStream對應
6) StringWriter:無與之對應的以字節爲導向的stream
主要方法:
(1) public void write(int c) throws IOException; //將整型值c的低16位寫入輸出流
(2) public void write(char cbuf[]) throws IOException; //將字符數組cbuf[]寫入輸出流
(3) public abstract void write(char cbuf[],int off,int len) throws IOException; //將字符數組cbuf[]中的從索引爲off的位置處開始的len個字符寫入輸出流
(4) public void write(String str) throws IOException; //將字符串str中的字符寫入輸出流
(5) public void write(String str,int off,int len) throws IOException; //將字符串str 中從索引off開始處的len個字符寫入輸出流
(6) flush( ) //刷空輸出流,並輸出全部被緩存的字節。
(7)close() 關閉流 public abstract void close() throws IOException
InputStream和OutputStream類處理的是字節流,數據流中的最小單位是字節(8個bit)
Reader與Writer處理的是字符流,在處理字符流時涉及了字符編碼的轉換問題
[java] view plain copy
Reader類可以將輸入流中採用其餘編碼類型的字符轉換爲Unicode字符,而後在內存中爲其分配內存
Writer類可以將內存中的Unicode字符轉換爲其餘編碼類型的字符,再寫到輸出流中。
9. IOException異常類的子類
1.public class EOFException : 非正常到達文件尾或輸入流尾時,拋出這種類型的異常。 2.public class FileNotFoundException: 當文件找不到時,拋出的異常。 3.public class InterruptedIOException: 當I/O操做被中斷時,拋出這種類型的異常。