java中IO流详解

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1.流的定义及分类

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流是个抽象的概念，是对输入输出设备的抽象，Java程序中，对于数据的输入/输操作都是以“流”的方式进行。设备可以是文件，网络，内存等。将数据从内存写入到文件或网络这种输出设备的流称为输出流，将数据从文件或网络输入到内存的流叫中输入流，java程序运行在内存中，所以java程序变量代表内存数据。java中的流按照数据处理单位可以分为字节流和字符流两大类。

（1）字节流
表示以字节（8位）为单位从流（stream）读取数据或者往流（stream）中写入数据，通常用来处理二进制文件，如图像和声音。字节流的两个基类为InputStream和OutputStream，分别代表字节输入流和字节输出流，其他具体的字节流类都是从这两个类派生而来的。

（2）字符流
表示以字符（16位）为单位从流（stream）中读取数据或者往流（stream）中写入数据，同来用来处理字符或字符串数据。这里的字符是Unicode为标准的字符，Unicode字符是16位的。字符流的两个基本类为Reader和Writer，分别代表字符输出流和字符输入流，其他具体的字符流都是从这两个类派生而来的。

可以将字节流转换为字符流，java中提供两个适配器（adapter），分别是InputStreamReader和OutputStreamWriter，前者负责将InputStream转换为Reader，而后者负责将OutputStream转换为Writer。java流的完整结构图如下图所示（以jdk8为标准）：

2.字节流

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java中字节流主要两个基类为InputStream和OutputStream，分别对应字节输入流和字节输出流。

2.1 InputStream

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InputStream的主要功能是将数据一个字节一个字节的读到内存，InputStream是一个抽象类，不能实例化，主要定义的方法有：
int available()
返回此输入流中可以读取(或跳过)的字节数量的估量值，前提是此输入流没有被另一个方法请求而导致阻塞。

void close()
关闭此输入流并且释放此输入流占用的所有系统资源

abstract int read()
从当前位置从输入流中读取下一个字节的数据，如果读到流的尾部，则返回-1，为抽象方法

int read(byte[] b)
从当前位置从输入流中读取b.length个字节的数据存放到b中，实际读取到的数据要看输入流中的字节数，最多读取的数量就是b.length，返回值为实际读取的字节数

int read(byte[] b, int off, int len)
从当前位置从输入流中读取len个字节的数据存放到b中，第一个字节存放的位置为b[off],第二个字节存放位置为b[off+1],依此类推。实际中读取的数据可能并没有len个字节，具体看输入流中还存在多少自己数据。返回值为实际读取的字节数。

为了处理具体场景的数据，InputStream有很多派生类，包括：
AudioInputStream（音频输入流）

ByteArrayInputStream(字符数组输入流)

FileInputStream(文件输入流)

FilterInputStream(过滤器输入流)

ObjectInputStream(对象输入流)

PipedInputStream（管道输入流）

SequenceInputStream(顺序输入流)

StringBufferdInputStream(带缓存的字符串输入流)
以上各种字节输入流的详解解析请点击上面相应的输入流。

2.2 OutputStream(输出流)

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OutputStream的主要作用是将数据一个字节一个子集的写入到文件或者网络中，OutputStream也是抽象类，不能实例化，主要定义的方法有：
void close()
关闭输出流并释放该输出流占用的所有系统资源

void flush()
刷新此输出流，并将该流中缓冲的字节数据全部写入到目标设备（文件或网络）。

void write(byte[] b)
将字节数组b中的数据全部写入到输出流中，注意仅仅是写入到流中，要写入到目标设备还需要调用flush()函数

void write(byte[]b, int off, int len)
将字节数组b中的数据，从off位置开始算起，写入len个字节到输出流，即将b[off],b[off+1],…,b[off+len-1]这些字节写入到输出流中。

abstract void write(int b)
先将int转换为byte类型，然后将低位数据写入到输出流中。

OutputStream主要的派生类有：
ByteArrayOutputStream(字节数组输出流)

FileOutputStream(文件输出流)

FilterOutputStream(过滤器输出流)

ObjectOutputStream(对象输出流)

PipedOutputStream(管道输出流)
以上各种字节输出流详细解析请点击上面的输出流。

3.字符流

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java中字符流主要由两个基类Reader和Writer，分别对应字符输入流和字符输流。

3.1 Reader

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Reader的主要功能是将数据一个字符一个字符的读入到内存，Reader也是抽象类，不能实例化，主要的方法有：
abstract viud close()
关闭流，并且释放该流占用的所有系统资源

int read()
从流中读取单个字符

int read(char[] cbuf)
从当前位置读取cbuf.length个字符到cbuf数组中，但实际读取的字符个数取决于流中剩余字符个数。返回值为实际读取的字符个数。

abstract int read(char[] cbuf, int off, int len)
从当前位置读取len个字符到cbuf中，第一个字符存放在cbuf[off]中，第二个字符存放在cbuf[off+1]中，依次类推。实际读取的字符的个数取决于流中剩余的字符个数，返回值为实际读取的字符个数。

Reader主要的派生类有：
BufferedReader(带缓冲区的Reader)

CharArrayReader(字符数组Reader)

FilterReader(过滤器Reader)

InputStreamReader(输入流Reader)

PipedReader(管道Reader)

StringReader(字符串Reader)

FileReader(文件Reader)
以上各种字符Reader的详细解析请点击相应的Reader。

3.2 Writer

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Writer的主要功能是将数据一个字符一个字符的写入到文件或者网络中，Writer也是抽象类，不能实例化，主要的方法有：
Writer append(char c)
追加字符c到此Writer流中，追加到尾部。返回值为追加后的此Writer

Writer append(CharSequence csq)
追加字符序列csq到此Writer流中，追加到尾部，返回值为追加后的此Writer

Writer append(CharSequence csq,int start,int end)
追加字符序列csq的子序列到Writer流中,子序列为序列csq的start到end部分，追加到尾部，返回值为追加后的此序列。

abstract void close()
关闭流，在关闭之前先调用flush()

abstract void flush()
刷新流，并将已经在流中的数据写入到指定目标设备，如文件，网络。

void write(char[] cbuf)
将字符数组写入到流中

abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)
将字符数组cbuf中的指定部分写入到流中，从off开始，写入len个字符，即写cbuf[off],cbuf[off+1],…,cbuf[off+len-1]

void write(int c)
int型数据为32位，4个字节，取int型的低16位组成一个字符，然后将这个字符写入到流中，忽略高16位数据。

void write(String str)
将字符串写入到流中

void Write(String str, int off, int len)
将字符串str指定位置的子串写入到流中，子串起始位置为off，子串长度为len。

Writer主要的派生类有：
BufferedWriter(带缓冲区的Writer)

CharArrayWriter(字符数组Writer)

FilterWriter(过滤器Writer)

OutputWriter(输出流Writer)

PipedWriter(管道Writer)

PrintWriter(打印Writer)

StringWriter(字符串Writer)
以上各种Writer的详细解析请点击相应的以上相应的Writer。