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Java I/O系統(tǒng)基礎知識

開發(fā) 后端
編程語言的I/O類庫中常常使用流這個抽象的概念,它代表任何有能力產(chǎn)生數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源對象或時有能力接收數(shù)據(jù)的接收端對象。

編程語言的I/O類庫中常常使用流這個抽象的概念,它代表任何有能力產(chǎn)生數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源對象或時有能力接收數(shù)據(jù)的接收端對象。“流”概念源于UNIX中的管道(pipe)的概念。在UNIX中,管道是一條不間斷的字節(jié)流,用來實現(xiàn)程序或進程間的通信,或讀寫外圍設備、外部文件等,它屏蔽了實際的I/O設備中處理數(shù)據(jù)的細節(jié)。   一個流,必有源端和目的端,它們可以是計算機內(nèi)存的某些區(qū)域,也可以是磁盤文件,甚至可以是Internet上的某個URL。 流的方向是重要的,根據(jù)流的方向,流可以分為兩類:輸入流和輸出流。其實輸入/輸出是想對于內(nèi)存來說的。 實際上,流的源端和目的端可簡單地看成是字節(jié)的生產(chǎn)者和消費者,對于輸入流,可不必關心它的源端是什么,只要簡單地從流中讀數(shù)據(jù),而對輸出流,也可不知道它的目的端,只是簡單地往流中寫數(shù)據(jù)。

  1. a.流:一組有序的數(shù)據(jù)序列。
  2. b字節(jié)流:數(shù)據(jù)流中最小的數(shù)據(jù)單元是字節(jié)。
  3. c.字符流:數(shù)據(jù)流中最小的數(shù)據(jù)單元是字符。

 一.  java.io包中的類對應兩類流

一類流直接從指定的位置(如磁盤文件或內(nèi)存區(qū)域)讀或?qū)?,這類流稱為結點流,其他的流則稱為過濾流(包裝流)

過濾流:一些流可以從文件以及其他地方接收字節(jié),另一些流可以將字節(jié)組合成更有用的數(shù)據(jù)類型。將一個已經(jīng)存在的流傳遞給另一個流的構造方法,將這兩種流結合起來,結合后的流被稱為過濾流。過濾器輸入流往往是以其它輸入流作為它的輸入源,經(jīng)過過濾或處理后再以新的輸入流的形式提供給用戶,過濾器輸出流也類似。我們很少用單一的類來創(chuàng)建流對象,而是通過疊合多個對象來提供所期望的功能(即裝飾器設計模式)。

java的常用輸入、輸出流其實都是繼承自4個抽象類,分別是:

  • 基于單字節(jié)的InputStream,OutputStream類(面向字節(jié)形式的I/O)
  • 基于雙字節(jié)的Unicode代碼單元的 Reader, Writer類(面向字符形式的I/O)

一旦打開輸入流后,程序就可從輸入流串行地讀數(shù)據(jù)。從輸入流讀/寫數(shù)據(jù)的過程一般如下:打開一個流通道-->讀取/寫信息-->關閉流通道。

在java平臺中,有以下兩種方式能獲得本地平臺的字符編碼類型:

(a)System.getProperty("file.encoding");

(b) Charset cs=Charset.defaultCharset();

所有的輸入流、輸出流都可以分為字節(jié)(輸入、輸出)流,字符(輸入、輸出)流,處理字節(jié)的主要是(OutputStream/InputStream) 系列,處理字符的,主要是(Reader/Write)系列

二.以字節(jié)(Byte)為導向的輸入流(InputStream系列),這幾個類都可以與FileInputStream對象相連以提供有用接口:

  1. ByteArrayInputStream:把內(nèi)存中的一個緩沖區(qū)作為InputStream使用
  2. StringBufferInputStream(在java1.1中已經(jīng)棄用了):把一個String對象作為InputStream,底層實現(xiàn)使用StringBuffer
  3. FileInputStream:把一個文件作為InputStream,實現(xiàn)對文件的讀取操作(文件名、文件、FileDescriptor對象)
  4. PipedInputStream:實現(xiàn)了pipe的概念,主要在線程中使用(作為多進程中的數(shù)據(jù)源)
  5. SequenceInputStream:把多個InputStream合并為一個InputStream

以字節(jié)(Byte)為導向的輸出流(OutputStream系列),可以與FilterOutputStream對象相連以提供有用接口:

  1. ByteArrayOutputStream:在內(nèi)存中創(chuàng)建緩沖區(qū),把信息存入內(nèi)存中的一個緩沖區(qū)中,緩沖區(qū)初始化尺寸(可選)
  2.  FileOutputStream:把信息存入文件中(文件名、文件、FileDescriptor)
  3. PipedOutputStream:實現(xiàn)了pipe的概念,主要在線程中使用(指定用于多線程的數(shù)據(jù)的目的地)

.與之對應的(Reader/Writer)系列:

  1. Reader:                 與InputStream相對應,適配器InputStreamReader
  2. Writer:                 與OutputStream相對應,適配器為OutputStreamWriter
  3. FileReader:              與FileOutputStream相對應
  4.  FileWriter:             與FileOurputStream相對應
  5.  StringReader:           無相對應的類
  6. StringWriter:           與ByteArrayInputStream相對應
  7. CharArrayReader:        與ByteArrayOutputStream相對應
  8.  CharArrayWriter:        與ByteArrayOutputStream相對應
  9.  PipedReader:            與PipedInputStream相對應
  10.  PipedWriter:            與PipedOutputStream相對應

四.兩種不限導向的stream之間的轉換(使用適配器類)

InputStreamReader和OutputStreamReader:把一個以字節(jié)為導向的stream轉換成一個以字符為導向的stream。

InputStreamReader 是字節(jié)流通向字符流的橋梁:它使用指定的 charset 讀取字節(jié)并將其解碼為字符。它使用的字符集可以由名稱指定或顯式給定,或者可以接受平臺默認的字符集

OutputStreamWriter 是字符流通向字節(jié)流的橋梁:可使用指定的 charset 將要寫入流中的字符編碼成字節(jié)。它使用的字符集可以由名稱指定或顯式給定,否則將接受平臺默認的字符集

五.通過FilterInputStream從InputStream讀取數(shù)據(jù):

  1. DataInputStream:從stream中讀取基本類型(int、char,long等)數(shù)據(jù)。
  2. BufferedInputStream:使用緩沖區(qū) ,使用它可以防止每次讀取都得進行實際的讀操作
  3. LineNumberInputStream:會記錄input stream內(nèi)的行數(shù),然后可調(diào)用getLineNumber()和setLineNumber(int)
  4. PushbackInputStream:很少用到,一般用于編譯器開發(fā)

通過FilterOutputStream向OutputStream寫入:

  1. DataIOutputStream:可以按照移植方式往stream中輸出基本類型(int、char,long等)數(shù)據(jù)。
  2.  BufferedOutputStream:使用緩沖區(qū) ,使用它可避免每次發(fā)送數(shù)據(jù)都進行實際的寫操作
  3.  PrintStream:產(chǎn)生格式化輸出 ,其中DataOutputStream處理數(shù)據(jù)的存儲,PrintStream處理顯示

六.更改流的行為

盡管BufferedOutputStream是FilterOutputStream的子類,但是BufferedWriter并不是FilterWriter的子類,(FilterWriter是抽象類,沒有任何子類)

  1. 沒有與DataInputStream對應的類。除非在要使用readLine()時改用BufferedReader,否則使用DataInputStream
  2. BufferedReader:與BufferedInputStream對應
  3.  LineNumberReader:與LineNumberInputStream對應
  4. PushBackReader:與PushbackInputStream對應
  5. BufferedWrite:與BufferedOutStream對應
  6. PrintWrite:與 PrintStream對應

七.自我獨立的類:RandomAccessFile

這個類適用于有大小已知的記錄組成的文件,RandomAccessFile除了實現(xiàn)了DataInput和DataOutput接口(DataInputStream和DataOutputStream也實現(xiàn)了這兩個接口)之外,這個類是個完全獨立的類,它擁有和別的I/O類型本質(zhì)不同的行為,可以在一個文件內(nèi)向前和向后移動,直接從Object派生而來。

  1. 可通過RandomAccessFile對象完成對文件的讀寫操作
  2. 在產(chǎn)生一個對象時,可指明要打開的文件的性質(zhì):r,只讀;w,只寫;rw可讀寫
  3. 可以直接跳到文件中指定的位置

RandomAccessFile的大部分功能(不是全部)有nio存儲映射文件所取代

責任編輯:陳四芳 來源: cnblogs.com
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