IO流

# Java 流式输入 输出原理

# Java 流的分类

# 输入 输出 流 类

# 常见的节点流 和 处理流

# 文件流

# 缓冲流

# 数据流

# 转换流

# Print流

# Object 流

Java 流式输入 输出 原理

在Java程序中 对于数据的输入 输出操作以 流 stream方式进行，J2SDK 提供了各种各样的 流 类，用以获取不同种类的数据 程序中通过标准的方法 输入或输出数据

File封装的是文件的文件名，真正的文件是硬盘上的一块空间，文件内存着各种数据，通过流的方式读取文件内的数据。对于计算机而言，读取计算机的文件都是0101，

将文件 模拟成 一个桶  读取文件内的数据，可以通过 在桶上安装一个管道，然后打开水龙头 开始出水， 这根管道就叫做流，Java里流式的输入输出 与水流的原理相同，从文件内读取数据时，安插一个管道读取数据，写数据时，往文件上插入管道，一直灌水。

这个文件可以是硬盘上或者内存里的文件，也可以是网络上的数据，连接对方的某一端口，有的时候 管道内的水不是你想要的纯净水 有一些杂质 需要过滤，这个时候需要 在外面再包一层管道，就是对0101字节数据 再进行一些封装，转换成字符串（管道）。流式原理中最重要的就是这些不同的管道。

Java流式输入输出原理

输入 输出流的分类：

java.io 包中定义了多个流类型（类或抽象类）实现输入输出功能，可以从不同角度对其进行分类：

按照数据流的方向可以分为：输入流和输出流，按照处理数据的单位可以分为字节流和字符流。按照功能不同可以分为节点流和处理流。

J2SDK所提供的所有流类型位于Java.io内都分别继承自以下四种抽象流类型：

输入 输出流的分类

                   字节流              字符流（四个抽象流）

输入流       InputStream      Reader

输出流       OutputStream    Writer

接入文件读取文件的数据，针对文件而言是输出，针对程序而言是输入，我们是从程序的角度出发。

字节流：读出的数据是010101  8位一个字节的读取。

字符流：一个字符 一个字符 两个字节的处理  Java是unicode字符串  UTF-16

节点流和处理流

节点流：管道直接连接到数据源，即可以从一个特定的数据源（节点）读写数据。（如 文件 内存）

处理流：如果对原始的节点流 处理的不合适 可以在流处理时  套入其他管道，即“”“连接”在已存在的流（节点流或处理流）之上，通过对数据的处理为程序员提供更为强大的读写功能。  水流里有杂质，一层层过滤 处理，针对数据提供更高级的处理，更强大的读写功能。

InputStream

字节流输入子类图

继承自InputStream（抽象类）的流都是用于向程序中输入数据，且数据的单位为字节（8bit），深色为节点流，浅色为处理流。ObjectInputStream  把对象从字节流里读取出来，涉及到对象的序列化。

InputStream的基本方法：

InputStream 基本方法

int read() throws IOException  // 读取一个字节并以整数形式返回 0-255，如果返回-1就到输入流的末尾  每次读取一个字节 每次读取一个字节

int read(byte[] buffer) throws IOException // 读取一系列字节并存储到一个数组Buffer(内存中的缓冲区)，返回实际读取的字节数，如果读取前已到输入流的末尾返回-1   将buffer字节数组填满数据之后，再进行处理。 电驴 下载 p2p软件比较毁硬盘，读取比较频繁，容易损伤，不能每次读取一个字节访问一次硬盘。在内存里开辟一个空间，读一次硬盘将该空间（字节数组）装满，大大减少对硬盘的访问次数。写的时候，将该空间填满，再一次性写进硬盘。减少对硬盘的访问次数。

int read(byte[] buffer,int offset,int length) throws IOException  // 读取length个字节，并存储到一个字节数组buffer 从offset位置开始 返回实际读取的字节数 如果读取前已到输入流的末尾返回-1

void close() throws IOException // 关闭流释放内存资源

long skip(long n) throws IOException // 跳过n个字节不读，返回实际跳过的字节数

OutputStream：

OutputStream

继承自OutputStream的流是用于程序中输入数据，且数据的单位为字节（8bit）：深色为节点流、浅色为处理流。

OutputStream的基本方法

OutputStream 基本方法

void write(int b) throws IOException // 向输出流写入一个字节数据，该字节数据为参数b的低8位

void write(byte[] b) throws IOException // 将一个字节类型的数组中的数据写入输出流

void write(byte[] b,int off,int len) throws IOException // 将一个字节类型的数组从指定位置off 开始的len个字节写入到输出流

void close() throws IOException // 关闭流释放内存资源

void flush() throws IOException // 将输出流中缓冲的数据全部写到目的地

close之前需要flush

close 之前调用flush，close比较粗暴 直接关闭流释放了内存资源，假如此时缓冲区尚有部分数据为通过“管道”写入到目的地。

Reader：

继承自Reader的流都是用于向程序中输入数据，且数据的单位为字符，两个字节，16bit，下图中深色为节点流，浅色为处理流。

Reader

中文字符在Java 中是两个字节的存在，为了保障其能正常显示，必须一个字符一个字符即两个字节两个字节的读取。

Reader的基本方法：

Reader的基本方法

int read() throws IOException  // 读取一个字符并以整数形式返回 0-255，如果返回-1就到输入流的末尾  每次读取一个字符 每次读取一个字符

int read(char[] cbuffer) throws IOException // 读取一系列字符并存储到一个数组Buffer(内存中的缓冲区)，返回实际读取的字符数，如果读取前已到输入流的末尾返回-1   将buffer字符数组填满数据之后，再进行处理。

int read(char[] cbuffer,int offset,int length) throws IOException  // 读取length个字符，并存储到一个字符数组buffer 从offset位置开始 返回实际读取的字符数 如果读取前已到输入流的末尾返回-1

void close() throws IOException // 关闭流释放内存资源

long skip(long n) throws IOException // 跳过n个字节不读，返回实际跳过的字符数

Writer：

继承自Writer的流都是用于从程序中输出数据，且数据的单位为字符，两个字节，16bit，下图中深色为节点流，浅色为处理流。

Writer的基本方法

Writer的基本方法

void write(int c) throws IOException // 向输出流写入一个字符数据，该字符数据为参数b的低16位

void write(char[] cbuf) throws IOException // 将一个字符类型的数组中的数据写入输出流

void write(char[] cbuf,int off,int len) throws IOException // 将一个字符类型的数组从指定位置off 开始的len个字符写入到输出流

void write(String string) throws IOException // 将一个字符串中的字符写入输出流

void write(String string,int off,int len) throws IOException // 将一个字符串从off开始的len个字符写入到输出流

void close() throws IOException // 关闭流释放内存资源

void flush() throws IOException // 将输出流中缓冲的数据全部写到目的地

节点流类型：

节点流

节点流：直接处理数据源数据的流类，直接处理文件 内存里的数组 内存里的String 以及管道（线程和线程之间通信）

访问文件

访问文件：

FileInputStream 和 FileOutputStream 分别继承自InputStream和OutputStream,用于向文件中输入或输出字节。

FileInputStream和FileOutputStream 常用构造方法：

FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException

FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException

FileOutputStream(String name) throws FileNotFoundException

FileOutputStream(File file) throws FileNotFoundException （无文件会自动创建该文件 只能建文件 不能建目录）

FileOutputStream(File file,Boolean append) throws FileNotFoundException

FileInputStream和FileOutputStream类支持其父类InputStream和OutputStream所提供的数据读写方法

注意：在实例化FileInputStream和FileOutputStream实例要try-catch 语句以处理其可能抛出的FileNotFoundException。在读写数据时也要用try-catch 语句以处理可能抛出的IOException，是其子类。

\\ 是window下在Java程序中定义的路径分隔符  或者  /    正斜杠

以字节形式读取字符数据的话  无法转换成功  用Reader读取  也可能是编码格式问题

处理流：

处理流

处理节点流或处理流的返回的数据，相当于对数据进行多层封装。

缓冲流

缓冲流要“”“套接在”相应的节点流上，对读写的数据提供了缓冲的功能，提高了读写的效率，同时增加了一些新的方法。四种缓冲流，常用构造：

BufferedReader(Reader in)

BufferedReader(Reader in,int sz) // sz为自定义缓存区的大小

BufferedWriter(Writer out)

BufferedWriter(Writer out,int sz)

BufferedInputStream(InputStream in)

BufferedInputStream(InputStream in,int sz)

BufferedOutputStream(OutputStream out)

BufferedOutputStream(OutputStream out,int size)

缓冲输入流支持其父类的mark和reset方法

BufferedReader提供了readLine方法用于读取一行字符串（以\r或\n分隔）

BufferedWriter提供了newLine用于写入一个行分隔符

对于输出的缓冲流，写出的数据会先在内存中缓存，使用flush方法将会使内存中的数据立刻写出。

处理流与节点流（字节）的管道封装 处理流与节点流（字符）的管道封装

转换流：

字节到字符的转换流

字节流转换为字符流，InputStreamReader和OutputStreamWriter用于字节数据到字符数据知己恩的转换。InputStreamReader需要和InutStream进行“”“套接”，OutputStreamWriter需要和OutputStream“套接”，转换流在构造时可以指定其编码集合，比如： InputStream isr = new InputStreamReader(System.in,"ISO8859_1");

中文window默认编码 gbk

转换流

可以直接写中文和String，比较好用。

字节转字符进行缓冲流处理

首先 字节（阻塞式方法、同步方法 System.in）转字符 然后进行缓冲流处理。

数据流

DataInputStream和DataOutputStream分别继承自InputStream和outputStream,属于处理流，需要分别套接在InputStream和OutputStream类型的节点流上。

DataInputStream和DataOutputStream提供了可以存取与机器无关的原始类型数据（int double）等方法

DataInputStream和DataOutputStream的构造方法：

DataInputStream(InputStream in)

DataOutputStream(OutputStream in)

网络上传输数据时  经常使用ReadUTF()  utf-8 比较省空间 网络上用的比较多

数据流

直接操作原始数据类型的数据读写，比较方便好用。

先写的先读。new DataOutputStream(new ByteArrayOutputStream())

.writeDouble(Math.random())  // 内存中占8个字节 可以同DataOutputStream直接写入

.writeBoolean(true) // 内存中占1个字节

new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray()))

.readDouble()  // 先写的先读  或者容易出现乱码

.readBoolean()

基本数据类型数据 的直接写入 与ByteArrayInutStream的结合

Print 流 只有输出流

自动flush，PrintWriter 和 PrintStream 输出操作不会抛出异常。用户通过检测错误状态获取错误信息。

PrintStream重定向

Object流 -- 序列化（标记型接口 给编译器看） 外部化 transient 保存和传递 对象状态