Java I/O系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)
編程語(yǔ)言的I/O類庫(kù)中常常使用流這個(gè)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(duì)象或時(shí)有能力接收數(shù)據(jù)的接收端對(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)程序或進(jìn)程間的通信,或讀寫外圍設(shè)備、外部文件等,它屏蔽了實(shí)際的I/O設(shè)備中處理數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)。 一個(gè)流,必有源端和目的端,它們可以是計(jì)算機(jī)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(gè)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(shí)輸入/輸出是想對(duì)于內(nèi)存來(lái)說(shuō)的。 實(shí)際上,流的源端和目的端可簡(jiǎn)單地看成是字節(jié)的生產(chǎn)者和消費(fèi)者,對(duì)于輸入流,可不必關(guān)心它的源端是什么,只要簡(jiǎn)單地從流中讀數(shù)據(jù),而對(duì)輸出流,也可不知道它的目的端,只是簡(jiǎn)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(duì)應(yīng)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)懀@類流稱為結(jié)點(diǎn)流,其他的流則稱為過(guò)濾流(包裝流)
過(guò)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(gè)已經(jīng)存在的流傳遞給另一個(gè)流的構(gòu)造方法,將這兩種流結(jié)合起來(lái),結(jié)合后的流被稱為過(guò)濾流。過(guò)濾器輸入流往往是以其它輸入流作為它的輸入源,經(jīng)過(guò)過(guò)濾或處理后再以新的輸入流的形式提供給用戶,過(guò)濾器輸出流也類似。 我們很少用單一的類來(lái)創(chuàng)建流對(duì)象,而是通過(guò)疊合多個(gè)對(duì)象來(lái)提供所期望的功能(即裝飾器設(shè)計(jì)模式)。
java的常用輸入、輸出流其實(shí)都是繼承自4個(gè)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(kāi)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(guò)程一般如下:打開(kāi)一個(gè)流通道-->讀取/寫信息-->關(guān)閉流通道。
在java平臺(tái)中,有以下兩種方式能獲得本地平臺(tái)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(dǎo)向的輸入流(InputStream系列),這幾個(gè)類都可以與FileInputStream對(duì)象相連以提供有用接口:
1) ByteArrayInputStream:把內(nèi)存中的一個(gè)緩沖區(qū)作為InputStream使用
2) StringBufferInputStream(
在java1.1中已經(jīng)棄用了
1)把一個(gè)String對(duì)象作為InputStream,底層實(shí)現(xiàn)使用StringBuffer
2) FileInputStream:把一個(gè)文件作為InputStream,實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的讀取操作(文件名、文件、FileDescriptor對(duì)象)
3) PipedInputStream:實(shí)現(xiàn)了pipe的概念,主要在線程中使用(作為多進(jìn)程中的數(shù)據(jù)源)
4) SequenceInputStream:把多個(gè)InputStream合并為一個(gè)InputStream
以字節(jié)(Byte)為導(dǎo)向的輸出流(OutputStream系列),可以與FilterOutputStream對(duì)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(gè)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(shí)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)
三、與之對(duì)應(yīng)的(Reader/Writer)系列:
1: Reader: 與InputStream相對(duì)應(yīng),適配器InputStreamReader
2: Writer: 與OutputStream相對(duì)應(yīng),適配器為OutputStreamWriter
3: FileReader: 與FileOutputStream相對(duì)應(yīng)
4: FileWriter: 與FileOurputStream相對(duì)應(yīng)
5: StringReader: 無(wú)相對(duì)應(yīng)的類
6: StringWriter: 與ByteArrayInputStream相對(duì)應(yīng)
7: CharArrayReader: 與ByteArrayOutputStream相對(duì)應(yīng)
8: CharArrayWriter: 與ByteArrayOutputStream相對(duì)應(yīng)
9: PipedReader: 與PipedInputStream相對(duì)應(yīng)
10: PipedWriter: 與PipedOutputStream相對(duì)應(yīng)
四、兩種不限導(dǎo)向的stream之間的轉(zhuǎn)換(使用適配器類)
InputStreamReader和OutputStreamReader:把一個(gè)以字節(jié)為導(dǎo)向的stream轉(zhuǎn)換成一個(gè)以字符為導(dǎo)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(tái)默認(rèn)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(tái)默認(rèn)的字符集。
五、通過(guò)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(jìn)行實(shí)際的讀操作
3) LineNumberInputStream:會(huì)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(kāi)發(fā)
通過(guò)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(jìn)行實(shí)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(chǔ),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(méi)有任何子類)
1) 沒(méi)有與DataInputStream對(duì)應(yīng)的類。除非在要使用readLine()時(shí)改用BufferedReader,否則使用DataInputStream
2) BufferedReader:與BufferedInputStream對(duì)應(yīng)
3) LineNumberReader:與LineNumberInputStream對(duì)應(yīng)
4) PushBackReader:與PushbackInputStream對(duì)應(yīng)
5) BufferedWrite:與BufferedOutStream對(duì)應(yīng)
6) PrintWrite:與 PrintStream對(duì)應(yīng)
七、自我獨(dú)立的類:RandomAccessFile:
這個(gè)類適用于有大小已知的記錄組成的文件,RandomAccessFile除了實(shí)現(xiàn)了DataInput和DataOutput接口(DataInputStream和DataOutputStream也實(shí)現(xiàn)了這兩個(gè)接口)之外,這個(gè)類是個(gè)完全獨(dú)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(gè)文件內(nèi)向前和向后移動(dòng),直接從Object派生而來(lái)。
1) 可通過(guò)RandomAccessFile對(duì)象完成對(duì)文件的讀寫操作
2) 在產(chǎn)生一個(gè)對(duì)象時(shí),可指明要打開(kāi)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(chǔ)映射文件所取代
八、I/O流的典型使用方式:
1)緩沖輸入文件
- import java.io.BufferedReader;
- import java.io.FileReader;
- import java.io.IOException;
- public class BufferedInputFile {
- public static String read(String filename) throws IOException{
- BufferedReader in=new BufferedReader(new FileReader(filename));
- String s;
- StringBuilder sb=new StringBuilder();
- while((s=in.readLine())!=null){
- sb.append(s+"\n");
- }
- in.close();
- return sb.toString();
- }
- public static void main(String[] args) throws IOException {
- System.out.println(read("C:\\Users\\wubin\\workspace\\Imp\\src\\no9\
- \BufferedInputFile.java"));
- }
- }
2)從內(nèi)存輸入
- import java.io.IOException;
- import java.io.StringReader;
- public class MemoryTest {
- public static void main(String[] args) throws IOException {
- StringReader in=new StringReader(BufferedInputFile.read("C:\\Users\\wubin\
- \workspace\\Imp\\src\\no9\\BufferedInputFile.java"));
- int c;
- while((c=in.read())!=-1)
- System.out.print((char)c);
- }
- }
3)格式化的內(nèi)存輸入
- import java.io.ByteArrayInputStream;
- import java.io.DataInputStream;
- import java.io.IOException;
- public class FormattedMemoryInput {
- public static void main(String[] args) throws IOException{
- try{
- DataInputStream in=new DataInputStream(new ByteArrayInputStream
- (BufferedInputFile.read("C:\\Users\\wubin\\workspace\\Imp\\src\\no9\
- \BufferedInputFile.java").getBytes()));
- while(true)
- System.out.print((char)in.readByte());
- }catch(Exception e){
- }
- }
- }
- import java.io.BufferedInputStream;
- import java.io.DataInputStream;
- import java.io.FileInputStream;
- import java.io.FileNotFoundException;
- import java.io.IOException;
- public class TestEOF {
- public static void main(String[] args) throws IOException {
- DataInputStream in=new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream
- ("C:\\Users\\wubin\\workspace\\Imp\\src\\no9\\BufferedInputFile.java")));
- while(in.available()!=0)
- System.out.print((char)in.readByte());
- }
- }
4)基本文件輸出
- import java.io.BufferedReader;
- import java.io.BufferedWriter;
- import java.io.FileWriter;
- import java.io.IOException;
- import java.io.PrintWriter;
- import java.io.StringReader;
- public class BasicFileOutput {
- static String file="E:\\2.txt";
- public static void main(String[] args) throws IOException {
- BufferedReader in=new BufferedReader(new StringReader(BufferedInputFile.read("E:\
- \1.txt")));
- PrintWriter out=new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(file)));
- int cout=1;
- String s;
- while((s=in.readLine())!=null)
- out.println(cout++ +" "+s);
- out.close();
- System.out.println(BufferedInputFile.read(file));
- }
- }
5)存儲(chǔ)和恢復(fù)數(shù)據(jù)
- import java.io.BufferedInputStream;
- import java.io.BufferedOutputStream;
- import java.io.DataInputStream;
- import java.io.DataOutputStream;
- import java.io.FileInputStream;
- import java.io.FileOutputStream;
- import java.io.IOException;
- public class StoringAndRecoveringData {
- public static void main(String[] args) throws IOException{
- DataOutputStream out=new DataOutputStream(
- new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("E:\\1.txt")));
- out.writeUTF("hello");
- out.writeDouble(1.23);
- out.writeInt(3);
- out.close();
- DataInputStream in=new DataInputStream(
- new BufferedInputStream(new FileInputStream("E:\\1.txt")));
- System.out.println(in.readUTF());
- System.out.println(in.readDouble());
- System.out.println(in.readInt());
- }
- }
6)讀寫隨機(jī)訪問(wèn)文件
- import java.io.IOException;
- import java.io.RandomAccessFile;
- public class UsingRandomAccessFile {
- static String file="E:\\1.txt";
- static void display() throws IOException{
- RandomAccessFile rf=new RandomAccessFile(file,"r");
- for(int i=0;i<7;i++)
- System.out.println("Value "+i+": "+rf.readDouble());
- System.out.println(rf.readUTF());
- rf.close();
- }
- public static void main(String[] args) throws IOException{
- RandomAccessFile rf=new RandomAccessFile(file,"rw");
- for(int i=0;i<7;i++)
- rf.writeDouble(i*1.414);
- rf.writeUTF("The end of the file");
- rf.close();
- display();
- rf=new RandomAccessFile(file,"rw");
- rf.seek(5*8);
- rf.writeDouble(42.0001);
- rf.close();
- display();
- }
- }
PipedInputStream,PipedOutputStream,PipedReader和PipedWriter的價(jià)值體現(xiàn)在多線程上(管道流用于任務(wù)之間的通信)
原文鏈接:http://www.cnblogs.com/zhxiang/archive/2011/10/14/2212496.html
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