I/O流

I/O流
IO流原理及流的分类

流的分类

按操作数据单位不同分为：字节流(8 bit) 二进制文件，字符流(按字符) 文本文件

按数据流的流向不同分为：输入流，输出流

按流的角色不同分为：节点流，处理流/包装流

(抽象基类) 字节流 字符流 输入流 InputStream Reader 输出流 OutputStream Writer

1. java的IO流共涉及40多个类，实际上非常规则，都是从如上4个抽象基类派生的
2. 由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀

InputStream：字节输出流

• InputStream抽象类时所有类字节输入流的超类

• InputStream常用的子类

  • FilelnputStream：文件输入流
  • BufferedInputStream：缓冲字节输入流
  • ObjectInputStream：对象字节输入流

FileReader和FileWriter介绍

FileReader和FileWriter是字符流，即按照字符来操作io

• FileReader相关方法：

  • new FileReader(File/String)
  • read:每次读取单个字符，返回该字符，如果到文件末尾返回-1
  • read(char[])：批量读取多个字符到数组，返回读取到的字符数，如果到文件末尾返回-1，
  • 相关API：
    • nwe String(char[]):将char[]转换成String
    • new String(char[],off,len)；将char的指定部分转换成String

• FileWriter常用方法：

  • new FileWriter(File/String):覆盖模式，相当于流的指针在首端
  • new FileWriter(File/String,true):追加模式，相当于流的指针在尾端
  • write(int)：写入单个字符
  • write(char[])：写入指定数组
  • write(char[],off,len)：写入指定数组的指定部分
  • write(string)：写入整个字符串
  • write(string,off,len)，写入字符串的指定部分
  • 相关API：Sting类：toCharArray：将String转换成char[]

  注意：FileWriter使用后，必须要关闭(close)或刷新(flush),否则写入不到指定的文件

节点流和处理流

1. 节点流可以从一个特定的数据源读写数据，如FileReader、FileWriter
2. 处理流(也叫包装流)是连接在已存在的流(节点流或处理流)之上，为程序提供更为强大的读写功能，也更加灵活，如BufferedReader、BufferedWriter

节点流和处理流的区别和联系

1.节点流是底层流/低级流，直接跟数据源相接

2.处理流(包装流)包装节点流，即可以消除不同节点流的实现差异，也可以提供更方便的方法来完成输入输出

3.处理流(也叫包装流)对节点流进行包装，使用了修饰器设计模式，不会直接与数据源相连(模拟修饰器设计模式)

处理流的功能主要体现在以下两个方面：

1. 性能的提高：主要以增加暖冲的方式来提高输入输出的效率。
2. 操作的便捷：处理流可能提供了一系列便捷的方法来一次输入输出大批量的数据，使用更加灵活方便；

BufferedReader和BufferedWriter

• BufferedReader和BufferedWriter属于字符流，是按照字符来读取数据
• 关闭时只需要关闭外层流即可，也就是说只需要关系包装流即可，内层流会随着外层流的关闭而关闭

BufferedReader的使用：

package com.example.reader_;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

/**
 * @Author 郜庆辉
 * @Time 2022/6/6 23:26
 * @Version 1.0
 * 演示BufferedReader的使用
 * 
 */
public class BufferedReader_ {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String filePath = "e:\\note.txt";
        
        //创建bufferedReader对象，是FileReader的包装流
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
        
        //读取
        String line; //按行读取，效率高
        //1.bufferedReader.readLine()是按行读取文件
        //2.当返回null时，表示文件读取完毕
        while ((line = bufferedReader.readLine()) != null){
            System.out.println(line);
        }
        //关闭流，只需要关闭bufferedReader，因为底层会自动去关闭节点流
        bufferedReader.close();
    }
}

BufferedWriter的使用：

package com.example.writer_;

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/**
 * @Author 郜庆辉
 * @Time 2022/6/6 23:36
 * @Version 1.0
 */
public class BufferedWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String filePath = "e:\\ok.txt";
        //1.BufferedWriter并没有提供追加的构造器，但是我们可以在FileWriter上加上true来表示追加
        //2.new FileWriter(filePath)表示以覆盖的方式写入
        BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(filePath,true));
        
        bufferedWriter.write("hello1,郜庆辉");
        bufferedWriter.newLine();//插入一个和系统相关的换行
        bufferedWriter.write("hello2,郜庆辉");
        bufferedWriter.newLine();//插入一个和系统相关的换行
        bufferedWriter.write("hello3,郜庆辉");
        bufferedWriter.newLine();//插入一个和系统相关的换行
        
        //关闭外层流即可，传入的new FileWriter(filePath)会在底层关闭
        bufferedWriter.close();
    }
}

BuffereedInputStream和BufferedOutputStream

BuffereedInputStream是字节流，在创建BuffereedInputStream时，会创建一个内部缓冲区数组。

BufferedOutputStream是字节流，实现缓冲的输出流，可以将多个字节写入底层输出流中，而不必对每次字节写入调用底层系统。

ObjectOutputStream和ObjectInputStream

1. 功能：提供了对基本类型或对象类型的序列化和反序列化的方法
2. ObjectOutputStream提供序列化功能
3. ObjectInputStream提供反序列化功能

ObjectOutputStream:

package com.example.object;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;

/**
 * @Author 郜庆辉
 * @Time 2022/6/8 14:46
 * @Version 1.0
 */
public class ObjectInputStream_ {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        String filePath = "e:\\a.dat";
    
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filePath));
    
        System.out.println(ois.readInt());
        System.out.println(ois.readChar());
        System.out.println(ois.readBoolean());
        System.out.println(ois.readDouble());
        System.out.println(ois.readUTF());
    
        Object o = ois.readObject();
        //1.如果我们希望调用Dog的方法，需要向下转型
        //2.需要我们将Dog类的定义，拷贝到可以引用的位置
        Dog dog = (Dog) o;
        System.out.println(dog.getName());
        System.out.println(dog.getAge());
    
        ois.close();
    }
}

ObjectInputStream:

package com.example.object;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;


/**
 * @Author 郜庆辉
 * @Time 2022/6/8 14:14
 * @Version 1.0
 */
public class ObjectOutStream_ {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //序列化后，保存的文件格式，不是纯文本，而是按照他的格式来保存
        String filePath = "e:\\a.dat";
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(filePath));
        
        //序列化数据到"e:\\a.dat"
        oos.writeInt(100);   //int -> integer (实现了Serializable)
        oos.writeChar('A');
        oos.writeBoolean(true);
        oos.writeDouble(8.1);
        oos.writeUTF("郜庆辉");
        //保存一个dog对象
        oos.writeObject(new Dog("小黄",20));
        
        oos.close();
    }
}

序列化和反序列化注意事项和细节说明：

1. 读写顺序要一致
2. 要求序列化或反序列化对象，需要实现Serializable
3. 序列化的类中建议添加SerialVersionUID，为了提高版本的兼容性
4. 序列化对象时，默认将里面所有属性都进行序列化，但除了static或transient修饰的成员
5. 序列化对象时，要求里面属性的类型也需要实现序列化接口
6. 序列化具备可继承性，也就是如果某类已经实现了序列化，则它的所有子类也已经默认实现了序列化

转换流InputStreamReader和OutputStreamWriter

1. InputStreamReader: Reader的子类，可以将InputStream(字节流)包装(转换成)Reader(字符流)
2. OutputStreamWriter：Writer的子类，实现将OutputStream(字节流)包装成Writer(字符流)
3. 当处理纯文本数据时，如果使用字符流效率更高，并且可以有效解决中文问题，所以建议将字节流转换成字符流
4. 可以在使用时指定编码格式(比如utf-8，gbk，gb2312，ISO8859-1等)