Java 标准 I/O 流编程学习笔记（上）
来源：互联网 发布：qq三国JS单挑77boss 编辑：程序博客网 时间：2024/04/29 23:21
Java标准I/O知识体系图：
1、I/O是什么？
I/O 是Input/Output（输入、输出）的简称，输入流可以理解为向内存输入，输出流是从内存输出。
2、流
流是一个连续的数据流，可以从流中读取数据，也可以往流中写数据。流与数据源，或数据源流向的媒介相关联。
在Java IO流中，流可以是字节流，也可以是字符流。
3、Java I/O 用途与对应的流一览
注：粗体为节点流。蓝色为转换流（字节流转为字符流）。
4、流的处理
流分节点流和处理流两种。
节点流：可以从或向一个特定的地方(节点)读写数据。如FileInputStream、FileReader。
处理流：是对一个已存在的流的连接和封装，通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如BufferedReader.处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接
5、文件访问
（1）读取文件
如果你需要在不同端使用读取文件，你可以根据你要读的文件是二进制文件还是文本文件，或者根据你要处理的数据是准备采取字节方式还是字符方式，决定使用 FileInputStream 或者 FileReader。两者支持你从文件开头开始到文件结尾读取一个字节或者字符，也可以将读取的多个字节或字符，写入到内存的字节数组或字符数组。
单字节读取文件示例：
public static void readFileAsByte() throws IOException {
String filepath = "file.bin";
java.io.InputStream is = null;
try {
is = new FileInputStream(filepath);
int data = -1;
while ((data = is.read()) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
//操作数据
System.out.print((byte)data + " ");
}
} finally {
if (is != null) {
is.close();// 关闭流
}
}
}
字节数组读取文件示例：
public static void readFileAsByteArray() throws IOException {
String filepath = "file.bin";
java.io.InputStream is = null;
try {
is = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filepath));// 组装BufferedInputStream流，加入缓冲能力
byte[] data = new byte[256];
int len = -1;
while ((len = is.read(data)) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
//操作数据
for (int i = 0; i < len; i++) {
System.out.print(data[i] + " ");
}
}
} finally {
if (is != null) {
is.close();// 关闭流
}
}
}
单字符读取文件示例：
public static void readFileAsChar() throws IOException {
String filepath = "file.txt";
java.io.Reader r = null;
try {
r = new FileReader(filepath);
int data = -1;
while ((data = r.read()) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
//操作数据
System.out.print((char) data);
}
} finally {
if (r != null) {
r.close();// 关闭流
}
}
}
字符数组读取文件示例：
public static void readFileAsCharArray() throws IOException {
String filepath = "file.txt";
java.io.Reader r = null;
try {
r = new BufferedReader(new FileReader(filepath));// 组装BufferedReader流，加入缓冲能力
char[] data = new char[256];
int len = -1;
while ((len = r.read(data)) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
//操作数据
for (int i = 0; i < len; i++) {
System.out.print(data[i]);
}
}
} finally {
if (r != null) {
r.close();// 关闭流
}
}
}
（2）写入文件
与读取文件类似：
如果你需要在不同端使用写入文件，你可以根据你要写的文件是二进制文件还是文本文件，或者根据你要处理的数据是准备采取字节方式还是字符方式，决定使用 FileOutputStream 或者 FileWriter。两者支持你可以一次写入一个字节或者字符到文件中，也可以直接写入一个字节数组或者字符数据。数据按照写入的顺序存储在文件当中。
单字节写入文件示例：
public static void writeFileAsByte() throws IOException {
String filepath = "file.bin";
java.io.OutputStream os = null;
try {
os = new FileOutputStream(filepath);
os.write('1');
os.write('2');
os.write('3');
os.write('4');
os.flush();// 把缓冲区内的数据刷新到磁盘
} finally {
if (os != null) {
os.close();// 关闭流
}
}
}
字节数组写入文件示例：
public static void writeFileAsByteArray() throws IOException {
String filepath = "file.bin";
java.io.OutputStream os = null;
try {
os = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(filepath));
// 模拟
byte[] data = new byte[256];
new Random().nextBytes(data);
os.write(data);
os.flush();// 把缓冲区内的数据刷新到磁盘
} finally {
if (os != null) {
os.close();// 关闭流
}
}
}
单字符写入文件示例：
public static void writeFileAsChar() throws IOException {
String filepath = "file.txt";
java.io.Writer w = null;
try {
w = new FileWriter(filepath);
w.write('1');
w.write('2');
w.write('3');
w.write('4');
w.flush();// 把缓冲区内的数据刷新到磁盘
} finally {
if (w != null) {
w.close();// 关闭流
}
}
}
字符数组写入文件示例：
public static void writeFileAsCharArray() throws IOException {
String filepath = "file.txt";
java.io.Writer w = null;
try {
w = new BufferedWriter(new FileWriter(filepath));// 组装BufferedWriter流，加入缓冲能力
// 模拟
char[] data = new char[256];
String f = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
Random rd = new Random();
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
data[i] = f.charAt(rd.nextInt(f.length()));
}
w.write(data);
w.flush();// 把缓冲区内的数据刷新到磁盘
} finally {
if (w != null) {
w.close();// 关闭流
}
}
}
（3）随机访问文件
如果你需要不按特定的存取顺序，随意读取或者写入文件，可以考虑RandomAccessFile。
void seek(long pos) 设置到此文件开头测量到的文件指针偏移量，在该位置发生下一个读取或写入操作。
简单示例：
public static void main(String[] args) throws IOException {
RandomAccessFile file = null;
try {
file = new java.io.RandomAccessFile("file.bin", "rw");
file.seek(0);
file.writeChar('1');
file.seek(0);
System.out.println(file.readChar());
/**
* 读取
*/
int data = -1;
while ((data = file.read()) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
//操作数据
System.out.print((byte)data + " ");
}
} finally {
if (file != null) {
file.close();// 关闭流
}
}
}
6、管道（线程内存）
管道为同一JVM中运行的线程提供基于内存的通信机制。但是你不能利用管道在不同的JVM中的线程间通信。
在概念上，Java的管道不同于Unix/Linux系统中的管道。在Unix/Linux中，运行在不同地址空间的两个进程可以通过管道通信。在Java中，通信的双方应该是运行在同一进程中的不同线程。当然除了管道之外，一个JVM中不同线程之间还有许多通信的方式。实际上，线程在大多数情况下会传递完整的对象信息而非原始的字节数据。但是，如果你需要在线程之间传递字节数据，Java IO的管道是一个不错的选择。
当使用两个相关联的管道流时，务必将它们分配给不同的线程。read()方法和write()方法调用时会导致流阻塞，这意味着如果你尝试在一个线程中同时进行读和写，可能会导致线程死锁。
简单示例：
static class Input implements Runnable {
private final PipedInputStream inputStream = new PipedInputStream();
public Input() {
}
public PipedInputStream getInputStream() {
return inputStream;
}
@Override
public void run() {
try {
byte[] buf = new byte[1024];
int len = -1;
System.out.println("管道读取准备。");
StringBuffer result = new StringBuffer();
while ((len = inputStream.read(buf)) > 0) {
//System.out.println(new String(buf, 0, len));
result.append(new String(buf, 0, len));
}
System.out.println("管道读取结果：" + result.toString());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (inputStream != null)
inputStream.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
static class Output implements Runnable {
private final PipedOutputStream outputStream = new PipedOutputStream();
public Output() {
}
public PipedOutputStream getOutputStream() {
return outputStream;
}
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("管道写出准备。");
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// 模拟 通过for循环写入2050个字节
for (int i = 0; i < 201; i++) {
sb.append("0123456789");
if (i > 0 && (i % 10 == 0)) {
sb.append("");
}
}
String str = sb.toString();
outputStream.write(str.getBytes());
System.out.println("管道写出完成。");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (outputStream != null)
outputStream.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
Input input = new Input();
Output output = new Output();
/**
* 将“管道输入流”和“管道输出流”关联起来。
*/
//input.getInputStream().connect(output.getOutputStream());// 与下面一行等价
output.getOutputStream().connect(input.getInputStream());
new Thread(input).start();
new Thread(output).start();
}
7、序列化与ObjectInputStream、ObjectOutputStream
使用ObjectInputStream、ObjectOutputStream读取或写入对象，首先该对象必须实现Serializable接口，使得能够序列化和反序列化。
简单示例：
@SuppressWarnings("unused")
public static void main(String[] args) throws IOException {
class A implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = -9115696482036699559L;
private int i = 1;
private float f = 3;
private String s = "风策信";
public A() {
super();
}
public A(int i, float f, String s) {
super();
this.i = i;
this.f = f;
this.s = s;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder builder = new StringBuilder();
builder.append("A [i=").append(i).append(", f=").append(f).append(", s=").append(s).append("]");
return builder.toString();
}
}
class B implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 6124575321340728225L;
private long i = 2;
private double f = 4;
private String str = "风策信";
public B() {
super();
}
public B(long i, double f, String str) {
super();
this.i = i;
this.f = f;
this.str = str;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder builder = new StringBuilder();
builder.append("B [i=").append(i).append(", f=").append(f).append(", str=").append(str).append("]");
return builder.toString();
}
}
A a = new A(1, 3, "a");
B b = new B(2, 4, "b");
//System.out.println(a);
//System.out.println(b);
ObjectOutputStream oos = null;
try {
oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.data.bin"));
oos.writeObject(a);
oos.writeObject(b);
oos.flush();// 把缓冲区内的数据刷新到磁盘
} finally {
if (oos != null)
oos.close();
}
ObjectInputStream ois = null;
try {
ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.data.bin"));
A a1 = (A) ois.readObject();
B b1 = (B) ois.readObject();
System.out.println(a1);
System.out.println(b1);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (ois != null)
ois.close();
}
}
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