Java常用數據流全面大梳理

緩沖流

為瞭提高數據讀寫的速度,Java API提供瞭帶緩沖功能的流類,在使用這些流類時,會創建一個內部緩沖區數組,缺省使用8192個字節(8Kb)的緩沖區。

在這裡插入圖片描述

緩沖流要“套接”在相應的節點流之上,根據數據操作單位可以把緩沖流分為:
BufferedInputStreamBufferedOutputStream
BufferedReaderBufferedWriter

當讀取數據時,數據按塊讀入緩沖區,其後的讀操作則直接訪問緩沖區。當使用BufferedInputStream讀取字節文件時,BufferedInputStream會一次性從文件中讀取8192個(8Kb),存在緩沖區中,直到緩沖區裝滿瞭,才重新從文件中讀取下一個8192個字節數組。

向流中寫入字節時,不會直接寫到文件,先寫到緩沖區中直到緩沖區寫滿,
BufferedOutputStream才會把緩沖區中的數據一次性寫到文件裡。使用方法
flush()可以強制將緩沖區的內容全部寫入輸出流。

關閉流的順序和打開流的順序相反。隻要關閉最外層流即可,關閉最外層流也
會相應關閉內層節點流。

flush()方法的使用:手動將buffer中內容寫入文件。使用帶緩沖區的流對象的close()方法,不但會關閉流,還會在關閉流之前刷新緩沖區,相當於自動調用瞭flush()方法,關閉後不能再寫出。

在這裡插入圖片描述

以字節流BufferedInputStreamBufferedOutputStream示例具體操作:

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、實例化File對象,指定文件
            File inFile = new File("IO\\input.jpg");
            File outFile = new File("IO\\output.jpg");
            //2、創建節點流(文件流)對象
            fis = new FileInputStream(inFile);
            fos = new FileOutputStream(outFile);
            //3、創建處理節點流的緩沖流對象
            bfi = new BufferedInputStream(fis);
            bfo = new BufferedOutputStream(fos);
            //4、通過緩沖流進行讀寫操作
            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、關閉外層流,內存流便自動關閉
            try {
                if (bfi != null) bfi.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (bfo != null) bfo.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

轉換流

轉換流提供瞭在字節流和字符流之間的轉換。

InputStreamReader:將InputStream轉換為Reader(字節轉為字符輸入)
OutputStreamWriter:將Writer轉換為OutputStream(字節轉為字符輸出)

字節流中的數據都是字符時,轉成字符流操作更高效。使用轉換流來處理文件亂碼問題,實現編碼和解碼的功能。

在這裡插入圖片描述

InputStreamReader:
實現將字節的輸入流按指定字符集轉換為字符的輸入流。需要和InputStream“套接”。
構造器:
public InputStreamReader(InputStream in)
public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)

在這裡插入圖片描述

OutputStreamWriter:
實現將字符的輸出流按指定字符集轉換為字節的輸出流。需要和OutputStream“套接”。
構造器:
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、指明輸入輸出文件
            File inFile = new File("IO\\hi.txt");
            File outFile = new File("IO\\hello.txt");
            //2、提供字節節點流
            FileInputStream fis = new FileInputStream(inFile);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outFile);
            //3、提供轉換流
            isr = new InputStreamReader(fis,"gbk");
            osw = new OutputStreamWriter(fos,"utf-8");
            //4、讀寫操作
            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、關閉外層流
            try {
                if (osw != null) osw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (isr != null) isr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

標準輸入輸出流

System.inSystem.out分別代表瞭系統標準的輸入和輸出設備
默認輸入設備是:鍵盤,輸出設備是:顯示器(控制臺)

System.in的類型是InputStream
System.out的類型是PrintStream,其是OutputStream的子類

重定向:通過System類的setIn()setOut()方法對默認設備進行改變:
public static void setIn(InputStream in)
public static void setOut(PrintStream out)

在這裡插入圖片描述

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、提供轉換流(System.in是字節流,將其轉換為字符流)
            System.out.println("請輸入信息(退出輸入e或exit):");
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
            //2、提供緩沖流將輸入的一行讀取
            bis = new BufferedReader(isr);
            //3、讀操作
            String s = null;
            while ((s = bis.readLine()) != null){
                if ("e".equalsIgnoreCase(s) || "exit".equalsIgnoreCase(s)){
                    System.out.println("程序結束,退出程序!");
                    break;
                }
                System.out.println("==" + s.toUpperCase());
                System.out.println("繼續輸入(退出輸入e或exit):");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4、關閉外層流
            try {
                if (bis != null) bis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

打印流

實現將基本數據類型的數據格式轉化為字符串輸出。

打印流:PrintStreamPrintWriter
提供瞭一系列重載的print()println()方法,用於多種數據類型的輸出:
PrintStream和PrintWriter的輸出不會拋出IOException異常,
PrintStream和PrintWriter有自動flush功能,
PrintStream打印的所有字符都使用平臺的默認字符編碼轉換為字節
在需要寫入字符而不是寫入字節的情況下,應該使用PrintWriter類。

System.out返回的是PrintStream的實例。

常與System.out搭配使用,可以不在控制臺輸出,而是輸出到指定位置:

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"));
// 創建打印輸出流,設置為自動刷新模式(寫入換行符或字節 '\n' 時都會刷新輸出緩沖區)
            ps = new PrintStream(fos, true);
            if (ps != null) {// 把標準輸出流(控制臺輸出)改成文件
                System.setOut(ps);
            }
            for (int i = 0; i <= 255; i++) { // 輸出ASCII字符
                System.out.print((char) i);
                if (i % 50 == 0) { // 每50個數據一行
                    System.out.println(); // 換行
                }
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ps != null) {
                ps.close();
            }
        }

    }
}

數據流

為瞭方便地操作Java語言的基本數據類型和String的數據,可以使用數據流。

數據流有兩個類:(用於讀取和寫出基本數據類型、String類的數據)
DataInputStreamDataOutputStream
分別“套接”在 InputStream 和 OutputStream 子類的流上。

在這裡插入圖片描述

import java.io.*;

/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-09-26-20:13
 * @Description:
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        //寫
        DataOutputStream dos = null;
        try {
            dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("IO\\test.txt"));
            dos.writeUTF("葉綠體");
            dos.writeInt(22);
            dos.writeBoolean(true);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (dos != null) dos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //讀
        DataInputStream dis = null;
        try {
            dis = new DataInputStream(new FileInputStream("IO\\test.txt"));
            //註意讀的順序要和寫的順序一樣
            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();
            }
        }
    }
}

對象流

ObjectInputStreamOjbectOutputSteam

用於存儲和讀取基本數據類型數據或對象的處理流。它的強大之處就是可以把Java中的對象寫入到數據源中,也能把對象從數據源中還原回來。

序列化:用ObjectOutputStream類保存基本類型數據或對象的機制
反序列化:用ObjectInputStream類讀取基本類型數據或對象的機制

ObjectOutputStreamObjectInputStream不能序列化statictransient修飾的成員變量。

實現Serializable或者Externalizable兩個接口之一的類的對象才可序列化,關於對象序列化詳見:

可序列化對象:

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();
                }
            }
        }
    }
}

隨機存取文件流

RandomAccessFile聲明在java.io包下,但直接繼承於java.lang.Object類。並且它實現瞭DataInputDataOutput這兩個接口,也就意味著這個類既可以讀也可以寫。

RandomAccessFile類支持 “隨機訪問” 的方式,程序可以直接跳到文件的任意地方來讀寫文件:①支持隻訪問文件的部分內容②可以向已存在的文件後追加內容③若文件不存在,則創建④若文件存在,則從指針位置開始覆蓋內容,而不是覆蓋文件。

RandomAccessFile對象包含一個記錄指針,用以標示當前讀寫處的位置,RandomAccessFile類對象可以自由移動記錄指針:
long getFilePointer():獲取文件記錄指針的當前位置
void seek(long pos):將文件記錄指針定位到 pos 位置

構造器:

public RandomAccessFile(File file, String mode)
public RandomAccessFile(String name, String mode)
創建 RandomAccessFile 類實例需要指定一個 mode 參數,該參數指定 RandomAccessFile 的訪問模式:

在這裡插入圖片描述

如果模式為隻讀r。則不會創建文件,而是會去讀取一個已經存在的文件,如果讀取的文件不存在則會出現異常。 如果模式為rw讀寫。如果文件不存在則會去創建文件,如果存在則不會創建。

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)是從Java 1.4版本開始引入的一套新的IO API,可以替代標準的Java IO API。NIO與原來的IO有同樣的作用和目的,但是使用的方式完全不同,NIO支持面向緩沖區的(IO是面向流的)、基於通道的IO操作,NIO將以更加高效的方式進行文件的讀寫操作。

Java API中提供瞭兩套NIO,一套是針對標準輸入輸出NIO,另一套就是網絡編程NIO。

在這裡插入圖片描述

隨著 JDK 7 的發佈,Java對NIO進行瞭極大的擴展,增強瞭對文件處理和文件系統特性的支持,以至於我們稱他們為 NIO.2。因為 NIO 提供的一些功能,NIO已經成為文件處理中越來越重要的部分。

早期的Java隻提供瞭一個File類來訪問文件系統,但File類的功能比較有限,所提供的方法性能也不高。而且,大多數方法在出錯時僅返回失敗,並不會提供異常信息。
NIO. 2為瞭彌補這種不足,引入瞭Path接口,代表一個平臺無關的平臺路徑,描述瞭目錄結構中文件的位置。Path可以看成是File類的升級版本,實際引用的資源也可以不存在。

在以前IO操作都是這樣寫的:

import java.io.File;
File file = new File("index.html");

但在Java7 中,可以這樣寫:

import java.nio.file.Path; 
import java.nio.file.Paths; 
Path path = Paths.get("index.html");

同時,NIO.2在java.nio.file包下還提供瞭Files、Paths工具類,Files包含瞭大量靜態的工具方法來操作文件;Paths則包含瞭兩個返回Path的靜態工廠方法。

Paths 類提供的靜態 get() 方法用來獲取 Path 對象:
static Path get(String first, String … more) : 用於將多個字符串串連成路徑
static Path get(URI uri): 返回指定uri對應的Path路徑

在這裡插入圖片描述

在這裡插入圖片描述

在這裡插入圖片描述

到此這篇關於Java常用數據流全面大梳理的文章就介紹到這瞭,更多相關Java 數據流內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!

推薦閱讀: