Java I/O流总结（一）

/**@author StormWangxhu@date    2017/10/31*/

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面对压力，我可以挑灯夜战，不眠不休。面对挑战，我愿意迎难而上，永不退缩！

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在学习的这段时间里，基础知识学了很久，但却总是记不住。在前两天，自己找了一个qq项目，在这个小项目中，关于读写数据应用很频繁。也就是I/O流的应用。今天想进行一下流的总结。

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在Java中，输入和输出多以流的方式进行，他的特点是数据的发送和获取都是沿数据序列进行的，每个数据必须等待它前面的数据发送或读入后才能被读写。数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

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流的分类

• 根据输入输出的数据类型可分为： 字节流、字符流
• 根据流的流向可分为： 输入流、输出流
• 根据角色来分：节点流和处理流
  

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字符流和字节流

1、读写单位不同：字节流操作的数据单元一次读取或写入8位。字符流以字符为单位，操作的数据单元是16位的字符，根据码表映射字符。
2、处理对象不同：字节流能够处理所有的对象，而字符流只能处理字符。
3、字节流主要InputStream和OutputStream作为基类，而字符流主要由Reader和Writer作为基类

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输入流和输出流

输入流： 只能从中读取数据，不能写入数据。
输出流： 只能从中写入数据，不能读取数据。

注意：此处的输入、输出涉及一个方向问题，要更具具体的问题需求确定输入和输出流的方向问题。

节点流（低级流）和处理流（包装流）

1、节点流： 可以从一个特定的IO设备（如磁盘、网络）读、写数据的流，称为节点流。节点流也被称为低级流（Low Level Stream）。

特点： 程序直接连接到实际的数据源。

2、处理流：对一个已存在的节点流进行连接或封装，通过封装后的流试现数据读写功能。处理流也被称为高级流。

（1）特点：实际上，Java使用处理流来包装节点流，是一种典型的装饰设计模式，通过使用处理流来包装不同的节点流，既可以消除不同节点流的实现差异，也可以提供更方便的方法来完成输入/输出功能。因此，处理流也被称为包装流。处理流可以“嫁接”到任何已存在的流的基础之上。通过使用处理流，Java程序无须理会输入/输出设备，程序只要将节点流包装成处理流，就可以用形同的输入/输出操作代码来完成不同的输入/输出设备的数据。

（2）处理流的功能主要体现在以下两个方面：
—–性能的提高： 主要以增加缓冲的方式来提高输入输出的效率。
—–操作的便捷： 处理流可以提供一系列便捷的方法来一次输入/输出大批量的内容，而不是输入/输出一个或多个“水滴”。

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I/O流的基本概念就先介绍到这里，下面来一起看看IO流的体系框架。

InputSream和Reader

inputStream和Reader是所有输入流的抽象基类，本身并不能创建实例来执行输入，但他们将成为所有输入流的模板，所以他们的以下方法是所有输入流都可以使用的方法。

• 在inputStream里包含得方法：
  （1）、int read()：
  从输入流中读取单个字节（相当于从水管 中读取一个水滴），返回所读取的字节数据。
  （2）、int read(byte[] b):
  从输入流中最多读取b.length个字节的数据，并将其存放在字节数组b中，返回实际读取的字节数。
  （3）int read(byte[] , int off ,int len ):
  从输入流中最多读取len个字节的数据，并将其存放在字节数据组b中。比不是从数组起点开始，而是从off位置开始，返回实际读取的字节数。

• Reader
  (1)、int read()
  (2)、int read(char[] cbuf )
  从输入流中最多读取cbuf.length长度个字符数据，并将其存放在char数组中。返回实际读取的字符数。
  （3）、int read(char[] , int off ,int len )

• Writer

• OutputStream
  上述两个基本流我们将在第（二）篇中讲述。

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不难发现，inputStream和Reader两个基类的功能基本一样。但他们都有一个用于读取文件的输入流：FileInputStreamFileReader  下面我们通过程序是来示由Reader和Writer衍生出来的FileReaderFileWriter及其：BufferedReaderBufferedWriter的读取功能：

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package com.stormwang.fileinputstream;import java.io.File;import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileWriter;import java.io.IOException;/*** @author StormWangxhu* @version 创建时间：2017年10月31日 下午4:36:55**//*创建文件，通过流实现数据的写入*/public class FileWriterDemo {    public static void main(String[] args) {        //读取文件中的内容，首先我们来创建一个文件        File file = new File("wang.txt");        FileWriter fileWriter = null ;        try {            fileWriter = new FileWriter(file);             fileWriter.write("abcdefg");        } catch (FileNotFoundException  e) {            e.printStackTrace();        } catch (IOException e){            e.printStackTrace();        }finally {            if (fileWriter != null) {                try {                    fileWriter.close();                } catch (Exception e2) {                    e2.printStackTrace();                }            }        }}

我们会看到，文件创建并写入成功！结果如下所示：

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接下来我们就来读取文件里的内容！

package com.stormwang.fileinputstream;import java.io.File;import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileReader;import java.io.FileWriter;import java.io.IOException;/*** @author StormWangxhu* @version 创建时间：2017年10月31日 下午5:05:24**/public class FileReaderDemo {    public static void main(String[] args) {        FileReader fileReader= null ;        /*         * 关于流：         * 我们发现，流在try外面申明，在try里面初始化，在finally中关闭。         * */        try {            fileReader = new FileReader("wang.txt");            char[] buf = new char[1024];            int hasRead = 0 ;            /*             *              * 循环读取            while ((hasRead = fileReader.read(buf))>0) {                fileReader.read(buf);            }*/            hasRead = fileReader.read(buf);//将输入流中的数据读取到char数组中。            System.out.println("读取字符数为："+hasRead);            System.out.println("读取字符数如下："+new String(buf));        } catch (FileNotFoundException e) {            e.printStackTrace();        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }finally {            /*             * 在finally中关闭流时，要在try...catch中                 错误关闭流资源方法：                 finally{                    if(fileReader != null ){                        fileReader.close();                    }                 }                 为什么这种方法是错误的呢？                 理由如下：  待补！             */            if (fileReader!=null) {                try {                    //关闭流之前会自动刷新                    fileReader.close();                } catch (Exception e2) {                    e2.printStackTrace();                }            }        }    }}

我们看到，读取成功了。
但是很明显，由于上面的操作是流直接从数据源或目的地进行操作，效率不高。对应的缓冲技术的出现大大减少了流和数据源之间的直接操作。通过API查看，可知BuffererReader装饰了Reader.从而演变出了装饰设计模式，这种模式很好的降低了类与类之间的耦合性。

BufferedReader演示代码：

package FileReaderWriter;import java.io.BufferedReader;import java.io.File;import java.io.FileReader;import java.io.FileWriter;import java.io.IOException;/*** @author StormWangxhu* @version 创建时间：2017年10月31日 下午8:18:00**/public class BufferedReaderDemo {    public static void main(String[] args) {        String lines = null;        //首先我们为了继续复习向文件里写入东西。进行创建、写入！        FileWriter fileWriter = null ;        FileReader fileReader = null;        BufferedReader bufferedReader = null  ;        try {            //创建文件并写入数据            fileWriter = new FileWriter("buf2.txt");            fileWriter.write("bufferedReader,successful!");            /*             * 此处我在运行过程中出现了问题：             * 在finally中忘记了关闭fileWriter流，从而数据一直停留在缓冲区，无法写入到文件中。             * close（）方法自带刷新技术。             * 则要想写入数据：             *（1） 要么在写后进行flush();             * （2）要么在finally中进行关闭流资源，从而实现先刷新，再关闭。             * */            //fileWriter.flush();            System.out.println("测试：已运行");            //利用缓冲技术进行读取            fileReader = new FileReader("buf2.txt");            bufferedReader = new BufferedReader(fileReader);            while ((lines=bufferedReader.readLine())!=null) {                System.out.println(lines);            }        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }finally {        //进行流资源的关闭            if (bufferedReader!=null) {                try {                    bufferedReader.close();                } catch (Exception e2) {                    e2.printStackTrace();                }            }            if (fileWriter!= null) {                try {                    fileWriter.close();                } catch (IOException e) {                    e.printStackTrace();                }            }                    }    }}

读取成功！

读取和写入是一样的，写入操作BufferesWriter.

我们仔细观察上面的代码，不难发现经过BufferedReader的装饰之后，读取数据可以一次读取一行，这样很好的提高了流的操作效率，但是readLine()方法是怎么实现的呢？我们可不可以自己定义一个BufferReader类来实现这些功能呢？答案是肯定的!实现一下吧！

package FileReaderWriter;/*** @author StormWangxhu* @version 创建时间：2017年10月31日 下午9:06:14**//* * 自定义BufferedReader * 实现readLine()方法 * 实现close()方法 * */import java.io.FileReader;import java.io.IOException;public class MyBufferesReader {    private FileReader fReader ;    /*BuffedReader的初始化参数是流对象     * 所以这里的构造函数应该是带有流参数的构造函数     * */    public MyBufferesReader(FileReader fReader) {        this.fReader = fReader ;    }    public String myReadLine() throws IOException {        /***         * BuferedReader的readLine方法         * 内部调用的是FileReader的read方法         * 并且内部封装了一个字符数组，来存取读取的字符。         * 这里为了方便，创建一个StringBuilder来存取字符。         *          * */        StringBuilder sBuilder = new  StringBuilder();        int ch=0 ;        /**         * 因为这里的read（）方法有可能抛出异常         * 再次申明此函数抛出异常         * */        while ((ch=fReader.read())!=-1) {            if (ch == '\r') {                continue;            }else if (ch=='\n') {                return sBuilder.toString();            }else {                sBuilder.append((char)ch);            }            //避免丢失最后一行            if (sBuilder.length() != 0) {                return sBuilder.toString();//toString()方法将对象转化为字符串对象。            }        }        return null;    }    /**     * myClose方法     * 实现关闭流功能     * @throws IOException      *     * */    public void myClose() throws IOException {    //可以看到，其实缓冲流的关闭，实际上是在关闭字符流。    //因此，在其他缓冲流关闭资源时，可以直接关闭字符流。        fReader.close();    }}

我们新建一个类来测试myBufferedReader

package FileReaderWriter;/*** @author StormWangxhu* @version 创建时间：2017年10月31日 下午9:06:14**//* * 自定义BufferedReader * 实现readLine()方法 *  * */import java.io.FileReader;import java.io.IOException;public class MyBufferesReader {    private FileReader fReader ;    /*BuffedReader的初始化参数是流对象     * 所以这里的构造函数应该是带有流参数的构造函数     * */    public MyBufferesReader(FileReader fReader) {        this.fReader = fReader ;    }    public String myReadLine() throws IOException {        /***         * BuferedReader的readLine方法         * 内部调用的是FileReader的read方法         * 并且内部封装了一个字符数组，来存取读取的字符。         * 这里为了方便，创建一个StringBuilder来存取字符。         * 因为最终还是要将数据变成字符串         *          * */        StringBuilder sBuilder = new  StringBuilder();        int ch=0 ;        /**         * 因为这里的read（）方法有可能抛出异常         * 再次申明此函数抛出异常         * */        while ((ch=fReader.read())!=-1) {            if (ch == '\r') {                continue;            }else if (ch=='\n') {                return sBuilder.toString();            }else {                sBuilder.append((char)ch);            }            //避免丢失最后一行            if (sBuilder.length() != 0) {                return sBuilder.toString();            }        }        return null;    }    /**     * myClose方法     * 实现关闭流功能     * @throws IOException      *     * */    public void myClose() throws IOException {        fReader.close();    }}

最后，我们看到实现了缓冲技术读取文本数据。

但此时问题出现了，每读取一个就换行一次，和原BufferedReader功能不符合，我查看了半天，好可惜，没有看出来是为什么？此处望路过的大佬指点迷津！

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补充修改说明： 2017/11/1  昨晚上写的时候还不知道为什么会出现这样的情况，输出一个就换一次行，和原BufferedReader输出形式不符合。今天就发现了，原来是使用了System.out.println(),换行打印，导致如是结果，现在回头看，昨晚估计是在睡梦中写的。。。哈哈哈修改代码后，我们再来看看输出情况：

输出正常，自定义BufferedReader复写成功。

缓冲解释：

为什么需要缓冲呢？原因很简单，效率问题！缓冲中的数据实际上是保存在内存中，而原始数据可能是保存在硬盘或NandFlash中；而我们知道，从内存中读取数据的速度比从硬盘读取数据的速度至少快10倍以上。
那干嘛不干脆一次性将全部数据都读取到缓冲中呢？第一，读取全部的数据所需要的时间可能会很长。第二，内存价格很贵，容量不想硬盘那么大。

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我们再来看看这个流

LineNumberReader

首先看看这个类的API

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下面我们简单的演示一下这个类，再自定义一个myLineNumberReader

这个类好像过时了。。。。。。。

今天就写到这里吧，再把上述讲的总结一下：字符流：基类：    Reader    FileReader    FileWriter    BufferReader    BufferedWriter