Java I/O一.总览

本文主要Java 的 I/O最重要5个类、一个接口。

数据流

数据流是什么

数据流是一组有序,有起点和终点的字节的数据序列,包括输入流和输出流。

  • 数据流是一串连续不断的数据的集合,就象水管里的水流,在水管的一端一点一点地供水,而在水管的另一端看到的是一股连续不断的水流。
  • 写入
    数据写入程序可以是一段、一段地向数据流管道中写入数据,这些数据段会按先后顺序形成一个长的数据流。
  • 读取
    对数据读取程序来说,看不到数据流在写入时的分段情况,每次可以读取其中的任意长度的数据,但只能先读取前面的数据后,再读取后面的数据(不能随机读取)
  • 效果
    不管写入时是将数据分多次写入,还是作为一个整体一次写入,读取时的效果都是完全一样的。

数据流分类

按类型

流序列中的数据既可以是未经加工的原始二进制数据,也可以是经一定编码处理后符合某种格式规定的特定数据。

  1. 字节流:数据流中最小的数据单元是字节
  2. 字符流:数据流中最小的数据单元是字符, Java中的字符是Unicode编码,一个字符占用两个字节

按方向(站在程序的角度)

  • 输入流
    程序从输入流读取数据源。数据源包括外界(键盘、文件、网络…),即是将数据源读入到程序的通信通道。
  • 输出流
    程序向输出流写入数据。将程序中的数据输出到外界(显示器、打印机、文件、网络…)的通信通道。

意义

  • 采用数据流的目的就是使得输出输入独立于设备
    Input Stream不关心数据源来自何种设备(键盘,文件,网络)
    Output Stream不关心数据的目的是何种设备(键盘,文件,网络)

存储

存储方式

在电脑上的数据有三种存储方式
外存:电脑上的硬盘,磁盘,U盘
内存:内存条
缓存:CPU

对比

存储量(依次递减): 外存–>内存–>缓存
读取速度(依次递减): 缓存–>内存–>外存

Java 的 I/O

  • 主要是指使用Java进行输入,输出操作
  • Java 的 I/O 操作类在包 java.io 下
  • Java所有的I/O机制都是基于数据流进行输入输出,这些数据流表示了字符或者字节数据的流动序列

最重要5个类、一个接口

  • 5个类指的是File、OutputStream、InputStream、Writer、Reader
  • 一个接口指的是Serializable
  1. File(文件特征与管理):用于文件或者目录的描述信息,例如生成新目录,修改文件名,删除文件,判断文件所在路径等。
  2. InputStream(字节流,二进制格式操作):抽象类,基于字节的输入操作,是所有输入流的父类。定义了所有输入流都具有的共同特征。
  3. OutputStream(字节流,二进制格式操作):抽象类。基于字节的输出操作。是所有输出流的父类。定义了所有输出流都具有的共同特征。
  4. Reader(字符流,文本格式操作):抽象类,基于字符的输入操作。
  5. Writer(字符流,文本格式操作):抽象类,基于字符的输出操作。
  6. RandomAccessFile(随机文件操作):它的功能丰富,可以从文件的任意位置进行存取(输入输出)操作

I/O体系

主要包括如下三个层次:

  1. 流式部分――IO的主体部分;
  2. 非流式部分――主要包含一些辅助流式部分的类,如:File类、RandomAccessFile类和FileDescriptor等类;
  3. 其他类–文件读取部分的与安全相关的类,如:SerializablePermission类,以及与本地操作系统相关的文件系统的类,如:FileSystem类和Win32FileSystem类和WinNTFileSystem类。

I/O流

I/O流

java I/O 的设计使用到了 Decorator(装饰器)模式,按功能划分Stream,您可以动态装配这些 Stream,以便获得您需要的功能。
如FilterInputStream和FilterOutputStream是抽象装饰角色,而其他派生自它们的类则是具体装饰角色。

常用方法

Inputstream

方法 作用 一些返回值
public abstract int read( ) 读取一个byte的数据 若返回值=-1说明没有读取到任何字节读取工作结束
public int read(byte b[ ]) 读取b.length个字节的数据放到b数组中。该方法实际上是调用下一个方法实现的 返回值是读取的字节数
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
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
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
public int close( ) 使用完后,必须对我们打开的流进行关闭。

OutputStream

方法 作用
public void write(byte b[ ]) 将参数b中的字节写到输出流
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
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
public void flush( ) 将数据缓冲区中数据全部输出,并清空缓冲区
public void close( ) 关闭输出流并释放与流相关的系统资源

参考文章
深入分析 Java I/O 的工作机制
java回忆录—输入输出流详细讲解(入门经典)
官方文档

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