Java IO流詳解(二)——IO流的框架體系

本篇文章主要介紹IO流的分類、概念以及IO流中的四大基類,通過對IO流中的框架體系進行介紹温数,對IO流有一個整體的了解。

一轻猖、IO流的概念

Java的IO流是實現(xiàn)輸入/輸出的基礎帆吻,它可以方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入/輸出操作,在Java中把不同的輸入/輸出源抽象表述為"流"咙边。流是一組有順序的猜煮,有起點和終點的字節(jié)集合,是對數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偡Q或抽象败许。即數(shù)據(jù)在兩設備間的傳輸稱為流王带,流的本質是數(shù)據(jù)傳輸,根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸特性將流抽象為各種類市殷,方便更直觀的進行數(shù)據(jù)操作愕撰。
流有輸入和輸出,輸入時是流從數(shù)據(jù)源流向程序醋寝。輸出時是流從程序傳向數(shù)據(jù)源搞挣,而數(shù)據(jù)源可以是內存,文件音羞,網(wǎng)絡或程序等囱桨。

二、IO流的分類

1.輸入流和輸出流

根據(jù)數(shù)據(jù)流向不同分為:輸入流和輸出流嗅绰。

輸入流:只能從中讀取數(shù)據(jù)舍肠,而不能向其寫入數(shù)據(jù)。
輸出流:只能向其寫入數(shù)據(jù)窘面,而不能從中讀取數(shù)據(jù)翠语。

如下如所示:對程序而言,向右的箭頭财边,表示輸入肌括,向左的箭頭,表示輸出酣难。


2.字節(jié)流和字符流

字節(jié)流和字符流和用法幾乎完全一樣们童,區(qū)別在于字節(jié)流和字符流所操作的數(shù)據(jù)單元不同。
字符流的由來: 因為數(shù)據(jù)編碼的不同鲸鹦,而有了對字符進行高效操作的流對象慧库。本質其實就是基于字節(jié)流讀取時,去查了指定的碼表馋嗜。字節(jié)流和字符流的區(qū)別:
(1)讀寫單位不同:字節(jié)流以字節(jié)(8bit)為單位齐板,字符流以字符為單位,根據(jù)碼表映射字符,一次可能讀多個字節(jié)甘磨。
(2)處理對象不同:字節(jié)流能處理所有類型的數(shù)據(jù)(如圖片橡羞、avi等),而字符流只能處理字符類型的數(shù)據(jù)济舆。

只要是處理純文本數(shù)據(jù)卿泽,就優(yōu)先考慮使用字符流。 除此之外都使用字節(jié)流滋觉。

3.節(jié)點流和處理流

按照流的角色來分签夭,可以分為節(jié)點流和處理流。
可以從/向一個特定的IO設備(如磁盤椎侠、網(wǎng)絡)讀/寫數(shù)據(jù)的流第租,稱為節(jié)點流,節(jié)點流也被成為低級流我纪。
處理流是對一個已存在的流進行連接或封裝慎宾,通過封裝后的流來實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀/寫功能,處理流也被稱為高級流浅悉。

//節(jié)點流趟据,直接傳入的參數(shù)是IO設備
FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt");
//處理流,直接傳入的參數(shù)是流對象
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);

當使用處理流進行輸入/輸出時术健,程序并不會直接連接到實際的數(shù)據(jù)源汹碱,沒有和實際的輸入/輸出節(jié)點連接。使用處理流的一個明顯好處是苛坚,只要使用相同的處理流比被,程序就可以采用完全相同的輸入/輸出代碼來訪問不同的數(shù)據(jù)源色难,隨著處理流所包裝節(jié)點流的變化泼舱,程序實際所訪問的數(shù)據(jù)源也相應地發(fā)生變化。
實際上枷莉,Java使用處理流來包裝節(jié)點流是一種典型的裝飾器設計模式娇昙,通過使用處理流來包裝不同的節(jié)點流,既可以消除不同節(jié)點流的實現(xiàn)差異笤妙,也可以提供更方便的方法來完成輸入/輸出功能冒掌。

三、IO流的四大基類

根據(jù)流的流向以及操作的數(shù)據(jù)單元不同蹲盘,將流分為了四種類型股毫,每種類型對應一種抽象基類。這四種抽象基類分別為:InputStream,Reader,OutputStream以及Writer召衔。四種基類下铃诬,對應不同的實現(xiàn)類,具有不同的特性。在這些實現(xiàn)類中趣席,又可以分為節(jié)點流和處理流兵志。下面就是整個由著四大基類支撐下,整個IO流的框架圖宣肚。



InputStream,Reader,OutputStream以及Writer想罕,這四大抽象基類,本身并不能創(chuàng)建實例來執(zhí)行輸入/輸出霉涨,但它們將成為所有輸入/輸出流的模版按价,所以它們的方法是所有輸入/輸出流都可以使用的方法。類似于集合中的Collection接口嵌纲。

1.InputStream

InputStream 是所有的輸入字節(jié)流的父類俘枫,它是一個抽象類,主要包含三個方法:

//讀取一個字節(jié)并以整數(shù)的形式返回(0~255),如果返回-1已到輸入流的末尾逮走。 
int read() 鸠蚪; 
//讀取一系列字節(jié)并存儲到一個數(shù)組buffer,返回實際讀取的字節(jié)數(shù)师溅,如果讀取前已到輸入流的末尾返回-1茅信。 
int read(byte[] buffer) ; 
//讀取length個字節(jié)并存儲到一個字節(jié)數(shù)組buffer墓臭,從off位置開始存,最多l(xiāng)en蘸鲸, 返回實際讀取的字節(jié)數(shù),如果讀取前以到輸入流的末尾返回-1窿锉。 
int read(byte[] buffer, int off, int len) 酌摇; 

2.Reader

Reader 是所有的輸入字符流的父類,它是一個抽象類嗡载,主要包含三個方法:

//讀取一個字符并以整數(shù)的形式返回(0~255),如果返回-1已到輸入流的末尾窑多。 
int read() ; 
//讀取一系列字符并存儲到一個數(shù)組buffer洼滚,返回實際讀取的字符數(shù)埂息,如果讀取前已到輸入流的末尾返回-1。 
int read(char[] cbuf) 遥巴; 
//讀取length個字符,并存儲到一個數(shù)組buffer千康,從off位置開始存,最多讀取len,返回實際讀取的字符數(shù)铲掐,如果讀取前以到輸入流的末尾返回-1拾弃。 
int read(char[] cbuf, int off, int len) 

對比InputStream和Reader所提供的方法,就不難發(fā)現(xiàn)兩個基類的功能基本一樣的摆霉,只不過讀取的數(shù)據(jù)單元不同豪椿。

在執(zhí)行完流操作后颠毙,要調用close()方法來關系輸入流,因為程序里打開的IO資源不屬于內存資源砂碉,垃圾回收機制無法回收該資源蛀蜜,所以應該顯式關閉文件IO資源。

除此之外增蹭,InputStream和Reader還支持如下方法來移動流中的指針位置:

//在此輸入流中標記當前的位置
//readlimit - 在標記位置失效前可以讀取字節(jié)的最大限制滴某。
void mark(int readlimit)
// 測試此輸入流是否支持 mark 方法
boolean markSupported()
// 跳過和丟棄此輸入流中數(shù)據(jù)的 n 個字節(jié)/字符
long skip(long n)
//將此流重新定位到最后一次對此輸入流調用 mark 方法時的位置
void reset()

3.OutputStream

OutputStream 是所有的輸出字節(jié)流的父類,它是一個抽象類滋迈,主要包含如下四個方法:

//向輸出流中寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù),該字節(jié)數(shù)據(jù)為參數(shù)b的低8位霎奢。 
void write(int b) ; 
//將一個字節(jié)類型的數(shù)組中的數(shù)據(jù)寫入輸出流。 
void write(byte[] b); 
//將一個字節(jié)類型的數(shù)組中的從指定位置(off)開始的,len個字節(jié)寫入到輸出流饼灿。 
void write(byte[] b, int off, int len); 
//將輸出流中緩沖的數(shù)據(jù)全部寫出到目的地幕侠。 
void flush();

4.Writer

Writer 是所有的輸出字符流的父類,它是一個抽象類,主要包含如下六個方法:

//向輸出流中寫入一個字符數(shù)據(jù),該字節(jié)數(shù)據(jù)為參數(shù)b的低16位碍彭。 
void write(int c); 
//將一個字符類型的數(shù)組中的數(shù)據(jù)寫入輸出流晤硕, 
void write(char[] cbuf) 
//將一個字符類型的數(shù)組中的從指定位置(offset)開始的,length個字符寫入到輸出流。 
void write(char[] cbuf, int offset, int length); 
//將一個字符串中的字符寫入到輸出流庇忌。 
void write(String string); 
//將一個字符串從offset開始的length個字符寫入到輸出流舞箍。 
void write(String string, int offset, int length); 
//將輸出流中緩沖的數(shù)據(jù)全部寫出到目的地。 
void flush() 

可以看出皆疹,Writer比OutputStream多出兩個方法疏橄,主要是支持寫入字符和字符串類型的數(shù)據(jù)。

使用Java的IO流執(zhí)行輸出時略就,不要忘記關閉輸出流捎迫,關閉輸出流除了可以保證流的物理資源被回收之外,還能將輸出流緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)flush到物理節(jié)點里(因為在執(zhí)行close()方法之前表牢,自動執(zhí)行輸出流的flush()方法)

以上內容就是整個IO流的框架介紹窄绒。

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