java输入输出流（I/O）总结

来源：互联网发布：淘宝买药货到付款是编辑：程序博客网时间：2024/04/27 21:53

io流的四个基本类

java.io包中包含了流式I/O所需要的所有类。在java.io包中有四个基本类：InputStream、OutputStream及Reader、Writer类，它们分别处理字节流和字符流：

基本数据流的I/O

输入/输出

字节流

字符流

输入流

Inputstream

Reader

输出流

OutputStream

Writer

Java中其他多种多样变化的流均是由它们派生出来的:

JDK1.4版本开始引入了新I/O类库，它位于java.nio包中，新I/O类库利用通道和缓冲区等来提高I/O操作的效率。

在java.io包中， java.io.InputStream 表示字节输入流， java.io.OutputStream表示字节输出流，处于java.io包最顶层。这两个类均为抽象类，也就是说它们不能被实例化，必须生成子类之后才能实现一定的功能。

1. io流的具体分类

1.1.按I/O类型来总体分类：

   1. Memory 1）从/向内存数组读写数据: CharArrayReader、 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
2）从/向内存字符串读写数据 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream
   2.Pipe管道实现管道的输入和输出（进程间通信）: PipedReader、PipedWriter、PipedInputStream、PipedOutputStream
3.File 文件流。对文件进行读、写操作：FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream
4. ObjectSerialization 对象输入、输出：ObjectInputStream、ObjectOutputStream
5.DataConversion数据流按基本数据类型读、写（处理的数据是Java的基本类型（如布尔型，字节，整数和浮点数））：DataInputStream、DataOutputStream
   6.Printing 包含方便的打印方法：PrintWriter、PrintStream
7.Buffering缓冲  在读入或写出时，对数据进行缓存，以减少I/O的次数：BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream
8.Filtering 滤流，在数据进行读或写时进行过滤：FilterReader、FilterWriter、FilterInputStream、FilterOutputStream过
9.Concatenation合并输入把多个输入流连接成一个输入流：SequenceInputStream
  10.Counting计数在读入数据时对行记数：LineNumberReader、LineNumberInputStream
  11.Peeking Ahead 通过缓存机制，进行预读：PushbackReader、PushbackInputStream
  12.Converting between Bytes and Characters 按照一定的编码/解码标准将字节流转换为字符流，或进行反向转换（Stream到Reader,Writer的转换类）：InputStreamReader、OutputStreamWriter

1.2.按数据来源（去向）分类：

1、File（文件）： FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter
2、byte[]：ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream
3、Char[]: CharArrayReader, CharArrayWriter
4、String: StringBufferInputStream, StringReader, StringWriter
5、网络数据流：InputStream, OutputStream, Reader, Writer

2. 字节流InputStream/OutputStream

2.1. InputStream抽象类

InputStream 为字节输入流，它本身为一个抽象类，必须依靠其子类实现各种功能，此抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。继承自InputStream 的流都是向程序中输入数据的，且数据单位为字节（8bit）；

InputStream是输入字节数据用的类，所以InputStream类提供了3种重载的read方法.Inputstream类中的常用方法：
　　（1） public abstract int read( )：读取一个byte的数据，返回值是高位补0的int类型值。若返回值=-1说明没有读取到任何字节读取工作结束。
　　（2） public int read(byte b[ ])：读取b.length个字节的数据放到b数组中。返回值是读取的字节数。该方法实际上是调用下一个方法实现的
　　（3） public int read(byte b[ ], int off, int len)：从输入流中最多读取len个字节的数据，存放到偏移量为off的b数组中。
　　（4） public int available( )：返回输入流中可以读取的字节数。注意：若输入阻塞，当前线程将被挂起，如果InputStream对象调用这个方法的话，它只会返回0，这个方法必须由继承InputStream类的子类对象调用才有用，
　　（5） public long skip(long n)：忽略输入流中的n个字节，返回值是实际忽略的字节数, 跳过一些字节来读取
　　（6） public int close( ) ：我们在使用完后，必须对我们打开的流进行关闭.

主要的子类：

1） FileInputStream把一个文件作为InputStream，实现对文件的读取操作
　　 2） ByteArrayInputStream：把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
　　 3） StringBufferInputStream：把一个String对象作为InputStream
　　 4） PipedInputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
　　 5） SequenceInputStream：把多个InputStream合并为一个InputStream

2.2．OutputStream抽象类

　　OutputStream提供了3个write方法来做数据的输出，这个是和InputStream是相对应的。
　　1. public void write(byte b[ ])：将参数b中的字节写到输出流。
　　2. public void write(byte b[ ], int off, int len) ：将参数b的从偏移量off开始的len个字节写到输出流。
　　3. public abstract void write(int b) ：先将int转换为byte类型，把低字节写入到输出流中。
　　4. public void flush( ) : 将数据缓冲区中数据全部输出，并清空缓冲区。
　　5. public void close( ) : 关闭输出流并释放与流相关的系统资源。

主要的子类：

1) ByteArrayOutputStream：把信息存入内存中的一个缓冲区中
2) FileOutputStream：把信息存入文件中
3) PipedOutputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
4) SequenceOutputStream：把多个OutStream合并为一个OutStream

流结束的判断：方法read()的返回值为-1时；readLine()的返回值为null时。

2.3. 文件输入流： FileInputStream类

FileInputStream可以使用read()方法一次读入一个字节，并以int类型返回，或者是使用read()方法时读入至一个byte数组，byte数组的元素有多少个，就读入多少个字节。在将整个文件读取完成或写入完毕的过程中，这么一个byte数组通常被当作缓冲区，因为这么一个byte数组通常扮演承接数据的中间角色。

作用：以文件作为数据输入源的数据流。或者说是打开文件，从文件读数据到内存的类。
使用方法(1)
File fin=new File("d:/abc.txt");
FileInputStream in=new FileInputStream( fin);

使用方法(2)
FileInputStream in=new FileInputStream(“d: /abc.txt”);

程序举例：
将InputFromFile.java的程序的内容显示在显示器上

import java.io.IOException;
import java.io.FileInputStream;
;
public class TestFile {
public static void main(String args[]) throws IOException {
try{
FileInputStream rf=new FileInputStream("InputFromFile.java");
int n=512; byte buffer[]=new byte[n];
while((rf.read(buffer,0,n)!=-1)&&(n>0)){
System.out.println(new String(buffer) );
}
System.out.println();
rf.close();
} catch(IOException IOe){
System.out.println(IOe.toString());
}
}
}

2.4.文件输出流:FileOutputStream类

　作用：用来处理以文件作为数据输出目的数据流；或者说是从内存区读数据入文件

FileOutputStream类用来处理以文件作为数据输出目的数据流；一个表示文件名的字符串，也可以是File或FileDescriptor对象。
　　创建一个文件流对象有两种方法：
　　方式1：
　　 File f=new File (“d:/myjava/write.txt ");
FileOutputStream out= new FileOutputStream (f);
　　方式2：
　　FileOutputStream out=new FileOutputStream(“d:/myjava/write.txt ");
　　方式3：构造函数将 FileDescriptor()对象作为其参数。
　　FileDescriptor() fd=new FileDescriptor();
　　FileOutputStream f2=new FileOutputStream(fd);
　　方式4：构造函数将文件名作为其第一参数，将布尔值作为第二参数。
　　FileOutputStream f=new FileOutputStream("d:/abc.txt",true);
　　注意：（1）文件中写数据时，若文件已经存在，则覆盖存在的文件；（2）的读/写操作结束时，应调用close方法关闭流。

程序举例：使用键盘输入一段文章，将文章保存在文件write.txt中

import java.io.IOException;
import java.io.FileOutputStream;
public class TestFile {
public static void main(String args[]) throws IOException {
try {
System.out.println("please Input from Keyboard");
int count, n = 512;
byte buffer[] = new byte[n];
count = System.in.read(buffer);
FileOutputStream wf = new FileOutputStream("d:/myjava/write.txt");
wf.write(buffer, 0, count);
wf.close(); // 当流写操作结束时，调用close方法关闭流。
System.out.println("Save to the write.txt");
} catch (IOException IOe) {
System.out.println("File Write Error!");
}
}
}

2.5. FileInputStream流和FileOutputStream的应用

利用程序将文件file1.txt 拷贝到file2.txt中。

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
public class TestFile {
public static void main(String args[]) throws IOException {
try {
File inFile = new File("copy.java");
File outFile = new File("copy2.java");
FileInputStream finS = new FileInputStream(inFile);
FileOutputStream foutS = new FileOutputStream(outFile);
int c;
while ((c = finS.read()) != -1) {
foutS.write(c);
}
finS.close();
foutS.close();
} catch (IOException e) {
System.err.println("FileStreamsTest: " + e);
}
}
}

2.6. 缓冲输入输出流 BufferedInputStream/ BufferedOutputStream

计算机访问外部设备非常耗时。访问外存的频率越高，造成CPU闲置的概率就越大。为了减少访问外存的次数，应该在一次对外设的访问中，读写更多的数据。为此，除了程序和流节点间交换数据必需的读写机制外，还应该增加缓冲机制。缓冲流就是每一个数据流分配一个缓冲区，一个缓冲区就是一个临时存储数据的内存。这样可以减少访问硬盘的次数,提高传输效率。

BufferedInputStream:当向缓冲流写入数据时候，数据先写到缓冲区，待缓冲区写满后，系统一次性将数据发送给输出设备。

BufferedOutputStream :当从向缓冲流读取数据时候，系统先从缓冲区读出数据，待缓冲区为空时，系统再从输入设备读取数据到缓冲区。

1）将文件读入内存：

将BufferedInputStream与FileInputStream相接

FileInputStream in=new FileInputStream( “file1.txt ” );

BufferedInputStream bin=new BufferedInputStream( in);

2）将内存写入文件：

将BufferedOutputStream与 FileOutputStream相接

FileOutputStreamout=new FileOutputStream(“file1.txt”);

BufferedOutputStream bin=new BufferedInputStream(out);

3）键盘输入流读到内存

将BufferedReader与标准的数据流相接

InputStreamReader sin=new InputStreamReader (System.in) ；

BufferedReader bin=new BufferedReader(sin);

import java.io.*;
public class ReadWriteToFile {
public static void main(String args[]) throws IOException {
InputStreamReader sin = new InputStreamReader(System.in);
BufferedReader bin = new BufferedReader(sin);
FileWriter out = new FileWriter("myfile.txt");
BufferedWriter bout = new BufferedWriter(out);
String s;
while ((s = bin.readLine()).length() > 0) {
bout.write(s, 0, s.length());
}
}
}

程序说明：
从键盘读入字符，并写入到文件中BufferedReader类的方法：String readLine()
作用：读一行字符串，以回车符为结束。
BufferedWriter类的方法：bout.write(String s,offset,len)
作用：从缓冲区将字符串s从offset开始，len长度的字符串写到某处。

3. 字符流Writer/Reader

Java中字符是采用Unicode标准，一个字符是16位，即一个字符使用两个字节来表示。为此，JAVA中引入了处理字符的流。

3.1. Reader抽象类

用于读取字符流的抽象类。子类必须实现的方法只有 read(char[], int, int) 和 close()。但是，多数子类将重写此处定义的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。

1) FileReader :与FileInputStream对应
主要用来读取字符文件，使用缺省的字符编码，有三种构造函数：
　　 (1）将文件名作为字符串：FileReader f=new FileReader(“c:/temp.txt”);
　　 (2）构造函数将File对象作为其参数。
　　 File f=new file(“c:/temp.txt”);
　　 FileReader f1=new FileReader(f);
　　 (3) 构造函数将FileDescriptor对象作为参数
　　 FileDescriptor() fd=new FileDescriptor()
　　 FileReader f2=new FileReader(fd);
(1) 用指定字符数组作为参数：CharArrayReader(char[])
(2) 将字符数组作为输入流:CharArrayReader(char[], int, int)
　读取字符串，构造函数如下： public StringReader(String s);
2) CharArrayReader：与ByteArrayInputStream对应
　　3) StringReader : 与StringBufferInputStream对应
　　4) InputStreamReader
　　从输入流读取字节，在将它们转换成字符:Public inputstreamReader(inputstream is);
　　5) FilterReader: 允许过滤字符流
　　 protected filterReader(Reader r);
　　6) BufferReader :接受Reader对象作为参数，并对其添加字符缓冲器，使用readline()方法可以读取一行。
　　 Public BufferReader(Reader r);

主要方法：

(1) public int read() throws IOException; //读取一个字符，返回值为读取的字符

　　(2) public int read(char cbuf[]) throws IOException; /*读取一系列字符到数组cbuf[]中，返回值为实际读取的字符的数量*/
　　(3) public abstract int read(char cbuf[],int off,int len) throws IOException;
　　/*读取len个字符，从数组cbuf[]的下标off处开始存放，返回值为实际读取的字符数量，该方法必须由子类实现*/

3.2. Writer抽象类

写入字符流的抽象类。子类必须实现的方法仅有 write(char[], int, int)、flush() 和 close()。但是，多数子类将重写此处定义的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。其子类如下：

1） FileWrite: 与FileOutputStream对应
　　将字符类型数据写入文件，使用缺省字符编码和缓冲器大小。
　　Public FileWrite(file f);
　　2) chararrayWrite:与ByteArrayOutputStream对应 ,将字符缓冲器用作输出。
　　 Public CharArrayWrite();
　　3) PrintWrite:生成格式化输出
　　 public PrintWriter(outputstream os);
　　4) filterWriter:用于写入过滤字符流
　　 protected FilterWriter(Writer w);
　　5) PipedWriter：与PipedOutputStream对应

6) StringWriter：无与之对应的以字节为导向的stream

主要方法：

　　(1) public void write(int c) throws IOException； //将整型值c的低16位写入输出流
　　(2) public void write(char cbuf[]) throws IOException； //将字符数组cbuf[]写入输出流
　　(3) public abstract void write(char cbuf[],int off,int len) throws IOException； //将字符数组cbuf[]中的从索引为off的位置处开始的len个字符写入输出流
　　(4) public void write(String str) throws IOException； //将字符串str中的字符写入输出流
　　(5) public void write(String str,int off,int len) throws IOException； //将字符串str 中从索引off开始处的len个字符写入输出流
　　(6) flush( ) //刷空输出流，并输出所有被缓存的字节。
　　(7)close() 关闭流 public abstract void close() throws IOException

3.3 .InputStream与Reader差别 OutputStream与Writer差别

InputStream和OutputStream类处理的是字节流，数据流中的最小单位是字节(8个bit)
Reader与Writer处理的是字符流，在处理字符流时涉及了字符编码的转换问题

import java.io.*;
public class EncodeTest {
private static void readBuff(byte [] buff) throws IOException {
ByteArrayInputStream in =new ByteArrayInputStream(buff);
int data;
while((data=in.read())!=-1) System.out.print(data+" ");
System.out.println(); in.close(); }
public static void main(String args[]) throws IOException {
System.out.println("内存中采用unicode字符编码：" );
char c='好';
int lowBit=c&0xFF; int highBit=(c&0xFF00)>>8;
System.out.println(""+lowBit+" "+highBit);
String s="好";
System.out.println("本地操作系统默认字符编码：");
readBuff(s.getBytes());
System.out.println("采用GBK字符编码：");
readBuff(s.getBytes("GBK"));
System.out.println("采用UTF-8字符编码：");
readBuff(s.getBytes("UTF-8")); }
}

Reader类能够将输入流中采用其他编码类型的字符转换为Unicode字符，然后在内存中为其分配内存
Writer类能够将内存中的Unicode字符转换为其他编码类型的字符，再写到输出流中。

4. IOException异常类的子类

4.1.public class EOFException ：

非正常到达文件尾或输入流尾时，抛出这种类型的异常。

4.2.public class FileNotFoundException：

当文件找不到时，抛出的异常。

4.3.public class InterruptedIOException：

当I/O操作被中断时，抛出这种类型的异常。