Java IO流动（实战操作）

news2024/11/15 11:04:37

1 IO流原理

IO流是基于流的概念，它将数据的输入和输出看作是一个连续的流。数据从一个地方流向另一个地方，流的方向可以是输入（读取数据）或输出（写入数据）。Java中的IO流分为字节流和字符流两种类型，分别用于处理字节数据和字符数据。

IO流的原理是通过流的管道将数据从源头传输到目标地。源头可以是文件、网络连接、内存等，而目标地可以是文件、数据库、网络等。IO流提供了一组丰富的类和方法来实现不同类型的输入和输出操作。

2 IO流的分类

Java中的IO流可以按照数据的类型和流的方向进行分类。

按数据类型分类
- 字节流（Byte Stream）：以字节为单位读写数据，适用于处理二进制数据，如图像、音频、视频等。常见的字节流类有InputStream和OutputStream。
- 字符流（Character Stream）：以字符为单位读写数据，适用于处理文本数据。字符流会自动进行字符编码和解码，可以处理多国语言字符。常见的字符流类有Reader和Writer。
按流的方向分类
- 输入流（Input Stream）：用于读取数据。输入流从数据源读取数据，如文件、网络连接等。常见的输入流类有FileInputStream、ByteArrayInputStream、SocketInputStream等。
- 输出流（Output Stream）：用于写入数据。输出流将数据写入到目标地，如文件、数据库、网络等。常见的输出流类有FileOutputStream、ByteArrayOutputStream、SocketOutputStream等。

分类继承结构图如下：
在这里插入图片描述

3 输入、输出流代码示例

开发过程中使用比较多的是InputStream和OutputStream，这两个类层级较高的父类，是抽象类，通常会创建其下的子类。

InputStream

ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流，它们分别从Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。下面一以FileInputStream和FileOutputStream为例。
OutputStream

ByteArrayOutputStream、FileOutputStream是两种基本的介质流，它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据，

FileInputStream案例

字节输入流的步骤如下：

创建流对象
创建一个缓存字节的容器数组
读取数据
操作保存数据的数组
关闭流

public void input() throws IOException {
        String fileName="D:\\file\\测试.txt";
        File file = new File(fileName);
        InputStream in = new FileInputStream(file);
        byte[] b = new byte[1024];
        //Reads some number of bytes from the input stream and stores them into the buffer array b.
        in.read(b);
        in.close();
        System.out.println(new String(b));
}

可以将文件转成流后，调用read()方法将流读取出来存到字节数组中，所存的字节数组作为参数传入，可以看到打印的正是文件中所写的内容
在这里插入图片描述

FileOutputStream案例

将输出流写入文件的步骤如下：

选择流：创建流对象
准备数据源，把数据源转换成字节数组类型
通过流向文件当中写入数据
刷新流
关闭流

public void output() throws IOException {
        String s = "hello";
        OutputStream out = new FileOutputStream("D:\\file\\输出.txt");
        byte[] bytes = s.getBytes();
        out.write(bytes);
        out.close();
    }

在这里插入图片描述

OutputStream是字节流，所以要先将输出内容转成字节数组，在通过write(byte [])方法写出去。

不要混淆了InputStream/OutputStream和File的功能

前两者只负责往文件中读写数据，只是以一种流的形式对数据内容进行多元化的操作，至于文件的生成，命名等一系列和文件整体相关的操作，是File类的责任。

还比较常用的是BufferInputStream缓冲流

缓冲流的好处：

缓冲流内部包含一个缓冲区域，默认8kb，每一次程序调用read方法其实都是从缓冲区域当中读取内容，如果读取失败就说明缓冲区域当中没有内容，那么就从数据源当中读取内容，然后会尽可能读取更多的字节放入到缓冲区域当中，最后缓冲区域当中的内容，会全部返回给程序。从缓冲区读取数据会比直接从数据源读取数据的速度快，效率也更高，性能更好。

简单说：

没有缓存区，那么每read一次，就会发送一次IO操作；
有缓存区，第一次read时，会一下读取x个字节放入缓存区，然后后续的read都会从缓存中读取，当read到缓存区末尾时，会再次读取x个字节放入缓存区。

处理流处理数据和节点流处理数据的方法基本上完全相同。