【Java IO】Stream类总结

作者: 红色黎明 分类: Java,学习笔记 发布时间: 2017-02-28 23:44

这篇文章主要整理近期我看到的java.io中关于IO流的所有知识点。

一、流的概念和作用
流是一组有顺序的,有起点和终点的字节集合,是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流,流的本质是数据传输,根据数据传输特性将流抽象为各种类,方便更直观的进行数据操作。

二、IO流的分类

1、根据处理数据的不同,可分为:字符流和字节流。字节流以字节(8bit)为单位,字符流以字符为单位(ASSIC、Unicode字符占用:2字节,UTF-8字符占用:3字节),字节流能处理任何类型的数据,字符流只能处理字符类型的数据。纯文本优先使用字符流,除此之外使用字节流。
2、根据数据流的不同,分为:输入流(Input)和输出流(Output)。

以下为Java流类图结构:

三、IO输入流对象
1)InputStream是所有输入流的父类。

a. 有关的输入流为:
AudioInputStream, ByteArrayInputStream, FileInputStream, FilterInputStream, InputStream, ObjectInputStream, PipedInputStream, SequenceInputStream, StringBufferInputStream。

b. 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。PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据。

c. ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子类(BufferedInputStream、DataInputStream)都是装饰流。FilterInputStream的子类并不是增加了流的来源,而只是改善了流读取方法。比如添加了缓存,直接读取int、String等类型。

DataInputStream:
所有的输入流都是对byte的操作,这个类能直接读取int,说明内部一定是对byte进行了处理。Java每个int是4个字节,而InputStream的read是面向字节的,也就是每次只能读取1个字节,因此在readInt这个方法中,读取出4个字节,再进行处理成一个int。

BufferedInputStream:这个类在read时,干脆多读一部分数据进来,放在内存里,等每次操作流的时候,读取的数据直接从内存中就可以拿到,这就减少了io次数,加快io。

2)InputStream的基础方法

3)InputStream的应用

四、IO输出流对象

1)OutputStream是所有的输出字节流的父类,它是一个抽象类。

a. 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,ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子类都是装饰流。

b. LineNumberInputStream 主要完成从流中读取数据时,会得到相应的行号,至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的,并不是在原始中有这样一个行号。
c. PushbackInputStream 的功能是查看最后一个字节,不满意就放入缓冲区。主要用在编译器的语法、词法分析部分。输出部分的BufferedOutputStream几乎实现相近的功能。
d. StringBufferInputStream 已经过时了,本身就不应该出现在InputStream部分,主要因为String 应该属于字符流的范 围。
e. SequenceInputStream 可以认为是一个工具类,将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。
f. PrintStream 也可以认为是一个辅助工具。主要可以向其他输出流,或者FileInputStream 写入数据,本身内部实现还是带缓冲的。本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。System.out 和System.out 就是PrintStream 的实例。

2)OutputStream的基础方法

3)OutputStream的应用

五、Reader

1)Reader 是所有的输入字符流的父类,它是一个抽象类。
a. CharReader、StringReader 是两种基本的介质流,它们分别将Char 数组、String中读取数据。PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据。
b. BufferedReader 很明显就是一个装饰器,它和其子类负责装饰其它Reader 对象。
c. FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类,其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰,会增加一个行号。
d. InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁,它将字节流转变为字符流。FileReader 可以说是一个达到此功能、常用的工具类,在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。后面会有Reader 与InputStream 的对应关系。

2)Reader的基础方法

3)Reader的应用

六、Writer

1)Writer 是所有的输出字符流的父类,它是一个抽象类。
a. CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流,它们分别向Char 数组、String 中写入数据。PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据,
b. BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能。
c. PrintWriter 和PrintStream 极其类似,功能和使用也非常相似。
d. OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁,它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类。功能和使用和OutputStream 极其类似,后面会有它们的对应图。

2)Writer的基础方法

3)Writer的应用

七、转换流

转换流的特点:
1、其是字符流和字节流之间的桥梁;
2、可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符;
3、可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节;
何时使用转换流?
当字节和字符之间有转换动作时;
流操作的数据需要编码或解码时。
具体的对象体现:
InputStreamReader:字节到字符的桥梁;
OutputStreamWriter:字符到字节的桥梁;
这两个流对象是字符体系中的成员,它们有转换作用,本身又是字符流,所以在构造的时候需要传入字节流对象进来。

八、File类

File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象,可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息,包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名,判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表,创建、删除文件和目录等方法。

九、RandomAccessFile类
该对象并不是流体系中的一员,其封装了字节流,同时还封装了一个缓冲区(字符数组),通过内部的指针来操作字符数组中的数据。 该对象特点:该对象只能操作文件,所以构造函数接收两种类型的参数:a.字符串文件路径;b.File对象。该对象既可以对文件进行读操作,也能进行写操作,在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)。

1)RandomAccessFile基础使用

2)大文件复制优化

JDK1.4提供了NIO类 ,其中MappedByteBuffer类用于映射缓冲,也可以映射随机文件访问,可见JAVA设计者也看到了RandomAccessFile的问题,并加以改进。如下为通过MappedByteBuffer+RandomAccessFile拷贝文件:

 

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注