Java常用数据流全面大梳理
目录
- 缓冲流
- 转换流
- 标准输入输出流
- 打印流
- 数据流
- 对象流
- 随机存取文件流
- Java NIO
缓冲流
为了提高数据读写的速度,Java API提供了带缓冲功能的流类,在使用这些流类时,会创建一个内部缓冲区数组,缺省使用8192个字节(8Kb)的缓冲区。
缓冲流要“套接”在相应的节点流之上,根据数据操作单位可以把缓冲流分为:
BufferedInputStream
和 BufferedOutputStream
BufferedReader
和 BufferedWriter
当读取数据时,数据按块读入缓冲区,其后的读操作则直接访问缓冲区。当使用BufferedInputStream读取字节文件时,BufferedInputStream会一次性从文件中读取8192个(8Kb),存在缓冲区中,直到缓冲区装满了,才重新从文件中读取下一个8192个字节数组。
向流中写入字节时,不会直接写到文件,先写到缓冲区中直到缓冲区写满,
BufferedOutputStream才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用方法
flush()
可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流。
关闭流的顺序和打开流的顺序相反。只要关闭最外层流即可,关闭最外层流也
会相应关闭内层节点流。
flush()
方法的使用:手动将buffer中内容写入文件。使用带缓冲区的流对象的close()
方法,不但会关闭流,还会在关闭流之前刷新缓冲区,相当于自动调用了flush()
方法,关闭后不能再写出。
以字节流BufferedInputStream
和 BufferedOutputStream
示例具体操作:
import java.io.*; /** * @Author: Yeman * @Date: 2021-09-25-22:36 * @Description: */ public class BufferedTest { public static void main(String[] args) { FileInputStream fis = null; FileOutputStream fos = null; BufferedInputStream bfi = null; BufferedOutputStream bfo = null; try { //1、实例化File对象,指定文件 File inFile = new File("IO\\input.jpg"); File outFile = new File("IO\\output.jpg"); //2、创建节点流(文件流)对象 fis = new FileInputStream(inFile); fos = new FileOutputStream(outFile); //3、创建处理节点流的缓冲流对象 bfi = new BufferedInputStream(fis); bfo = new BufferedOutputStream(fos); //4、通过缓冲流进行读写操作 byte[] bytes = new byte[1024]; int length = bfi.read(bytes); while (length != -1){ bfo.write(bytes,0,length); length = bfi.read(bytes); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //5、关闭外层流,内存流便自动关闭 try { if (bfi != null) bfi.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (bfo != null) bfo.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
转换流
转换流提供了在字节流和字符流之间的转换。
InputStreamReader
:将InputStream转换为Reader(字节转为字符输入)
OutputStreamWriter
:将Writer转换为OutputStream(字节转为字符输出)
字节流中的数据都是字符时,转成字符流操作更高效。使用转换流来处理文件乱码问题,实现编码和解码的功能。
InputStreamReader:
实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。需要和InputStream
“套接”。
构造器:
public InputStreamReader(InputStream in)
public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)
OutputStreamWriter:
实现将字符的输出流按指定字符集转换为字节的输出流。需要和OutputStream
“套接”。
构造器:
public OutputStreamWriter(OutputStream out)
public OutputSreamWriter(OutputStream out,String charsetName)
import java.io.*; /** * @Author: Yeman * @Date: 2021-09-26-20:13 * @Description: */ public class Test { public static void main(String[] args) { InputStreamReader isr = null; OutputStreamWriter osw = null; try { //1、指明输入输出文件 File inFile = new File("IO\\hi.txt"); File outFile = new File("IO\\hello.txt"); //2、提供字节节点流 FileInputStream fis = new FileInputStream(inFile); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outFile); //3、提供转换流 isr = new InputStreamReader(fis,"gbk"); osw = new OutputStreamWriter(fos,"utf-8"); //4、读写操作 char[] chars = new char[10]; int len = isr.read(chars); while (len != -1){ osw.write(chars,0,len); len = isr.read(chars); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //5、关闭外层流 try { if (osw != null) osw.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (isr != null) isr.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
标准输入输出流
System.in
和System.out
分别代表了系统标准的输入和输出设备
默认输入设备是:键盘,输出设备是:显示器(控制台)
System.in
的类型是InputStream
System.out
的类型是PrintStream,其是OutputStream的子类
重定向:通过System类的setIn()
,setOut()
方法对默认设备进行改变:
public static void setIn(InputStream in)
public static void setOut(PrintStream out)
import java.io.*; /** * @Author: Yeman * @Date: 2021-09-26-20:13 * @Description: */ public class Test { public static void main(String[] args) { BufferedReader bis = null; try { //1、提供转换流(System.in是字节流,将其转换为字符流) System.out.println("请输入信息(退出输入e或exit):"); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); //2、提供缓冲流将输入的一行读取 bis = new BufferedReader(isr); //3、读操作 String s = null; while ((s = bis.readLine()) != null){ if ("e".equalsIgnoreCase(s) || "exit".equalsIgnoreCase(s)){ System.out.println("程序结束,退出程序!"); break; } System.out.println("==" + s.toUpperCase()); System.out.println("继续输入(退出输入e或exit):"); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //4、关闭外层流 try { if (bis != null) bis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
打印流
实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出。
打印流:PrintStream
和PrintWriter
提供了一系列重载的print()
和println()
方法,用于多种数据类型的输出:
PrintStream和PrintWriter的输出不会抛出IOException异常,
PrintStream和PrintWriter有自动flush功能,
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。
System.out返回的是PrintStream的实例。
常与System.out搭配使用,可以不在控制台输出,而是输出到指定位置:
import java.io.*; /** * @Author: Yeman * @Date: 2021-09-26-20:13 * @Description: */ public class Test { public static void main(String[] args) { PrintStream ps = null; try { FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("IO\\text.txt")); // 创建打印输出流,设置为自动刷新模式(写入换行符或字节 '\n' 时都会刷新输出缓冲区) ps = new PrintStream(fos, true); if (ps != null) {// 把标准输出流(控制台输出)改成文件 System.setOut(ps); } for (int i = 0; i <= 255; i++) { // 输出ASCII字符 System.out.print((char) i); if (i % 50 == 0) { // 每50个数据一行 System.out.println(); // 换行 } } } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (ps != null) { ps.close(); } } } }
数据流
为了方便地操作Java语言的基本数据类型和String的数据,可以使用数据流。
数据流有两个类:(用于读取和写出基本数据类型、String类的数据)
DataInputStream
和 DataOutputStream
分别“套接”在 InputStream 和 OutputStream 子类的流上。
import java.io.*; /** * @Author: Yeman * @Date: 2021-09-26-20:13 * @Description: */ public class Test { public static void main(String[] args) { //写 DataOutputStream dos = null; try { dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("IO\\test.txt")); dos.writeUTF("叶绿体"); dos.writeInt(22); dos.writeBoolean(true); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { try { if (dos != null) dos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } //读 DataInputStream dis = null; try { dis = new DataInputStream(new FileInputStream("IO\\test.txt")); //注意读的顺序要和写的顺序一样 String name = dis.readUTF(); int age = dis.readInt(); boolean isMan = dis.readBoolean(); System.out.println(name + age + isMan); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { try { if (dis != null) dis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
对象流
ObjectInputStream
和OjbectOutputSteam
用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来。
序列化:用ObjectOutputStream
类保存基本类型数据或对象的机制
反序列化:用ObjectInputStream
类读取基本类型数据或对象的机制
ObjectOutputStream
和ObjectInputStream
不能序列化static
和transient
修饰的成员变量。
实现Serializable
或者Externalizable
两个接口之一的类的对象才可序列化,关于对象序列化详见:
可序列化对象:
import java.io.Serializable; /** * @Author: Yeman * @Date: 2021-09-27-8:27 * @Description: */ class pet implements Serializable { public static final long serialVersionUID = 999794470754667999L; private String name; public pet(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return "pet{" + "name='" + name + '\'' + '}'; } } public class Person implements Serializable { public static final long serialVersionUID = 6849794470754667999L; private String name; private int age; private pet pet; public Person(String name, int age, pet pet) { this.name = name; this.age = age; this.pet = pet; } @Override public String toString() { return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", pet=" + pet + '}'; } }
序列化(ObjectOutputStream):
import java.io.*; /** * @Author: Yeman * @Date: 2021-09-26-20:13 * @Description: */ public class Test { public static void main(String[] args) { ObjectOutputStream oos = null; try { oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("IO\\test.txt")); oos.writeUTF(new String("你好世界!")); oos.flush(); oos.writeObject(new Person("Lily",20,new pet("Xinxin"))); oos.flush(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { try { if (oos != null) oos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
反序列化(ObjectInputStream):
import java.io.*; /** * @Author: Yeman * @Date: 2021-09-26-20:13 * @Description: */ public class Test { public static void main(String[] args) { ObjectInputStream ois = null; try { ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("IO\\test.txt")); String s = ois.readUTF(); Person o = (Person) ois.readObject(); System.out.println(o.toString()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (ois != null) { try { ois.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } }
随机存取文件流
RandomAccessFile
声明在java.io
包下,但直接继承于java.lang.Object
类。并且它实现了DataInput
、DataOutput
这两个接口,也就意味着这个类既可以读也可以写。
RandomAccessFile类支持 “随机访问” 的方式,程序可以直接跳到文件的任意地方来读写文件:①支持只访问文件的部分内容②可以向已存在的文件后追加内容③若文件不存在,则创建④若文件存在,则从指针位置开始覆盖内容,而不是覆盖文件。
RandomAccessFile对象包含一个记录指针,用以标示当前读写处的位置,RandomAccessFile类对象可以自由移动记录指针:
long getFilePointer()
:获取文件记录指针的当前位置
void seek(long pos)
:将文件记录指针定位到 pos 位置
构造器:
public RandomAccessFile(File file, String mode)
public RandomAccessFile(String name, String mode)
创建 RandomAccessFile 类实例需要指定一个 mode 参数,该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式:
如果模式为只读r。则不会创建文件,而是会去读取一个已经存在的文件,如果读取的文件不存在则会出现异常。 如果模式为rw读写。如果文件不存在则会去创建文件,如果存在则不会创建。
import java.io.*; /** * @Author: Yeman * @Date: 2021-09-26-20:13 * @Description: */ public class Test { public static void main(String[] args) { RandomAccessFile r1 = null; RandomAccessFile rw = null; try { r1 = new RandomAccessFile("IO\\input.jpg", "r"); rw = new RandomAccessFile("IO\\output.jpg", "rw"); byte[] bytes = new byte[1024]; int len = r1.read(bytes); while (len != -1){ rw.write(bytes,0,len); len = r1.read(bytes); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { try { if (rw != null) rw.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (r1 != null) r1.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
Java NIO
Java NIO (New IO,Non-Blocking IO)是从Java 1.4版本开始引入的一套新的IO API,可以替代标准的Java IO API。NIO与原来的IO有同样的作用和目的,但是使用的方式完全不同,NIO支持面向缓冲区的(IO是面向流的)、基于通道的IO操作,NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。
Java API中提供了两套NIO,一套是针对标准输入输出NIO,另一套就是网络编程NIO。
随着 JDK 7 的发布,Java对NIO进行了极大的扩展,增强了对文件处理和文件系统特性的支持,以至于我们称他们为 NIO.2。因为 NIO 提供的一些功能,NIO已经成为文件处理中越来越重要的部分。
早期的Java只提供了一个File类来访问文件系统,但File类的功能比较有限,所提供的方法性能也不高。而且,大多数方法在出错时仅返回失败,并不会提供异常信息。
NIO. 2为了弥补这种不足,引入了Path接口,代表一个平台无关的平台路径,描述了目录结构中文件的位置。Path可以看成是File类的升级版本,实际引用的资源也可以不存在。
在以前IO操作都是这样写的:
import java.io.File; File file = new File("index.html");
但在Java7 中,可以这样写:
import java.nio.file.Path; import java.nio.file.Paths; Path path = Paths.get("index.html");
同时,NIO.2在java.nio.file包下还提供了Files、Paths工具类,Files包含了大量静态的工具方法来操作文件;Paths则包含了两个返回Path的静态工厂方法。
Paths 类提供的静态 get() 方法用来获取 Path 对象:
static Path get(String first, String … more)
: 用于将多个字符串串连成路径
static Path get(URI uri)
: 返回指定uri对应的Path路径
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