Java之IO流详解

大多数应用程序都须要实现与设备之间的数据传输，例如键盘能够输入数据，显示器能够显示程序的运行结果等。在Java中，将这种经过不一样输入输出设备(键盘，内存，显示器，网络等)之间的数据传输抽象表述为”流”，程序容许经过流的方式与输入输出设备进行数据传输。Java中的”流”都位于java.io包中，称为IO(输入输出)流。

IO流四你们族:

• 1.InputStream:输入字节流。
• 2.OutputStream:输出字节流。
• 3.Reader:输入字符流。
• 4.Writer:输出字符流。

其中一、2统称字节流，三、4统称字符流。接下来就来详细介绍这四你们族流的用法。

1.字节流

1.1概念

在计算机中，不管是文本、图片、音频、仍是视频，全部的文件都是以二进制(字节)形式存在，IO流中针对字节的输入输出提供了一系列的流，统称为字节流。字节流是程序中最经常使用的流，根据数据的传输方向可将其分为字节输入流和字节输出流。在JDK中，提供了两个抽象类InputStream和OutputStream，它们是字节流的顶级父类，全部的字节输入流都继承自InputStream，全部的字节输出流都继承自OutputStream。

注意:以上所说的全部”输入”、”输出”都是相对于程序而言。数据经过输入流从源设备输入到程序，经过输出流从程序输出到目标设备，从而实现数据的传输。

1.2字节输入流(InputStream)

经常使用方法:

• int read();从输入流读取一个8位的字节，把它转换成0~255之间的整数，并返回这一整数。
• int read(byte[] b);从输入流读取若干字节，把它们保存到参数b指定的字节数组中，返回的整数表示读取字节数。
• int read(byte[] b,int off,int len);从输入流读取若干字节，把它们保存到参数b指定的字节数组中，off指定字节数组开始保存数据的起始下标，len表示读取的字节数目。
• void close();关闭此输入流并释放与该流关联的全部系统资源。

前三个read()方法都是用来读数据的，其中，第一个read()方法是从输入流中逐个读入字节，而第二个和第三个read()方法则将若干字节以字节数组的形式一次性读入，从而提升读数据的效率。在进行IO流操做时，当前IO流会占用必定的内存，因为系统资源宝贵，所以，在IO流操做结束后，应该调用close()方法关闭流，从而释放当前IO流所占的系统资源。

Demo:读取文件text.txt中的内容

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ FileInputStream in=new FileInputStream("text.txt"); int b;//定义一个int类型的变量，记住每次读取的一个字节。 while((b=in.read())!=-1) { System.out.prinln(b);//逐个打印出读取的每个字节 } in.close(); } }

 

1.3字节输出流(OutputStream)

经常使用方法:

• void write(int b);向输出流写入一个字节。
• void write(byte[] b);把参数b指定的字节数组的全部字节写到输出流。
• void write(byte[] b,int off,int len);将指定byte数组中从偏移量off开始的len个字节写入输出流。
• void flush();刷新此输出流并强制写出全部缓冲的输出字节。
• void close();关闭此输出流并释放与此流相关的全部系统资源。

前三个是重载的write()方法，都是用于向输出流写入字节，其中，第一个方法逐个写入字节，后两个方法是将若干个字节以字节数组的形式一次性写入，从而提升写数据的效率。flush()方法用来将当前输出流缓冲区(一般是字节数组)中的数据强制写入目标设备，此过程称为刷新。close()方法是用来关闭流并释放与当前IO流相关的系统资源。

Demo:将字符串(首先要将字符串转换为字节)写入到文件中

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ FileOutputStream out=new FileOutputStream(目标文件的路径); String str="hello world"; byte[] b=str.getBytes();//字符串调用getBytes()方法便可转换成字节数组。 for(int i=0;i<b.length;i++) { out.write(b[i]); } out.close(); } }

InputStream和OutputStream这两个类虽然提供了一系列和读写数据有关的方法，可是这两个类都是抽象类，不能被实例化。所以，针对不一样的功能，两者提供了不一样的子类。

1.4代码示例

下面这个例子经过对文件的复制来说解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";//源文件路径 String fileName2="/Users/codingBoy/Desktop/example2.jpg";//目标文件路径 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字节缓冲流

上面的例子实现了对文件的复制，可是一个字节一个字节的读写，须要频繁的操做文件，效率很是低。为了提升效率，须要使用两个带缓冲的字节流，分别是BufferedInputStream和BufferedOutputStream,它们两个同时也属于上文JavaWeb学习笔记之Jdbc二中讲到的装饰流。下面经过增长字节缓冲流来对上述例子进行变更:

Demo:

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ String fileName="/Users/codingBoy/Desktop/example1.jpg";//源文件路径 String fileName2="/Users/codingBoy/Desktop/example2.jpg";//目标文件路径 InputStream in=null; OutputStream out=null; BufferedInputStream bis=null; BufferedOutputStream bos=null; try { in = new FileInputStream(fileName); bis = new BufferedInputStream(in);//将输入流对象做为参数传递给输入缓冲流 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定义

前面咱们讲过的InputStream和OutputStream类在读写文件时操做的都是字节，若是但愿在程序中操做字符，使用这两个类就不太方便，为此JDK提供了字符流。同字节流同样，字符流也有两个抽象的顶级父类，分别是Reader和Writer。其中Reader是字符输入流，用于从某个源设备读取字符，Writer是字符输出流，用于向某个目标设备写入字符。其API跟字节流的相似。

2.2输入字符流(Reader)

Demo:读取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);//经过read()方法读取到的是int类型的值，因此须要进行强制转换。 } reader.close(); } }

 

2.3输出字符流(Writer)

Demo:将字符串输出到目标文件中

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

 

2.4字符缓冲流

字符流一样提供了带缓冲区的包装流，分别是BufferedWriter和BufferedReader,其中BufferedReader用于对字符输入流的包装，BufferedWriter用于对字符输出流的包装。须要注意的是，在BufferedReader中有一个重要的方法readLine()，该方法用于一次读取一行文本。接下来经过一个例子学习如何使用这两个包装流实现文件的复制。

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ String fileName="/Users/codingBoy/Desktop/example1.jpg";//源文件路径 String fileName2="/Users/codingBoy/Desktop/example2.jpg";//目标文件路径 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();//写入一个换行符，该方法会根据不一样的操做系统生成相应的换行符。 } }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.转换流

前面提到IO流可分为字节流和字符流，有时字节流和字符流之间也须要进行转换。在JDK中提供了两个类能够将字节流转换为字符流，它们分别是InputStreamReader和OutputStreamWriter。

转换流也是一种包装流，其中OutputStreamWriter是Writer的子类，它能够将一个字节输出流包装成字符输出流，方便直接写入字符，而InputStreamReader是Reader的子类，它能够将一个字节输入流包装成字符输入流，方便直接读取字符。

Demo:将字节流转换为字符流

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ String fileName="/Users/codingBoy/Desktop/example1.jpg";//源文件路径 String fileName2="/Users/codingBoy/Desktop/example2.jpg";//目标文件路径 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.其余IO流

4.1ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream

在前面的学习中，都是将文件直接存储到硬盘，但有时候咱们但愿将文件临时存储到缓冲区，方便之后读取。为此JDK中提供了一个ByteArrayOutputStream类。该类会在建立对象时就建立一个byte型数组的缓冲区，当向数组中写数据时，该对象会把全部的数据先写入缓冲区，最后一次行写入文件。
Demo:将数据写入缓冲区

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import java.io.*; public class Example{ public static void main(String[] args){ String fileName1="/Users/codingBoy/Desktop/example1.jpg";//源文件路径 String fileName2="/Users/codingBoy/Desktop/example2.jpg";//目标文件路径 FileInputStream in=new FileInputStream(fileName1); ByteArrayOutputStream bos=new ByteArrayOutputStream(); FileOutputStream out=new FileOutputStream(fileName2); int b; while((b=in.read())!=-1) { bos.write(b);//先将数据写入缓冲区，当须要写入目标文件中的时候再调用输出流的write(bos.toByteArray())方法。 } in.close(); bos.close(); out.write(bos.toByteArray()); out.close(); }

 

在该例中，定义了一个ByteArrayOutputStream对象，将从fileName1文件中读取的字节所有写入该对象的缓冲区，经过FileOutputStream对象将缓冲区的数据一次性写入fileName2文件。

与ByteArrayOutputStream相似，ByteArrayInputStream是从缓冲区中读取数据，接下来经过一个案例来演示ByteArrayInputStream如何读取缓冲区的数据。

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); } }