IO流介绍

java流类图结构

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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。

IO流的分类

根据处理数据类型的不同分为:字符流和字节流
根据数据流向不同分为:输入流和输出流
字符流和字节流
  • 字符流的由来: 因为数据编码的不同,而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时,去查了指定的码表。 字节流和字符流的区别:

  • 读写单位不同:字节流以字节(8bit)为单位,字符流以字符为单位,根据码表映射字符,一次可能读多个字节。
    处理对象不同:字节流能处理所有类型的数据(如图片、avi等),而字符流只能处理字符类型的数据。

  • 字节流:一次读入或读出是8位二进制。

  • 字符流:一次读入或读出是16位二进制。

  • 设备上的数据无论是图片或者视频,文字,它们都以二进制存储的。二进制的最终都是以一个8位为数据单元进行体现,所以计算机中的最小数据单元就是字节。意味着,字节流可以处理设备上的所有数据,所以字节流一样可以处理字符数据。

  • 结论:只要是处理纯文本数据,就优先考虑使用字符流。 除此之外都使用字节流。

输入流和输出流
  • 输入流只能进行读操作,输出流只能进行写操作,程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。
输入字节流 InputStream
  • InputStream 是所有的输入字节流的父类,它是一个抽象类。
  • 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,与Piped 相关的知识后续单独介绍。
  • ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子类都是装饰流(装饰器模式的主角)。
输出字节流 OutputStream
  • OutputStream 是所有的输出字节流的父类,它是一个抽象类。
  • 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。
  • 总结:
    输入流:InputStream或者Reader:从文件中读到程序中;
    输出流:OutputStream或者Writer:从程序中输出到文件中;
    节点流:直接与数据源相连,读入或读出。
    直接使用节点流,读写不方便,为了更快的读写文件,才有了处理流。
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常用的节点流
  • 父 类 :InputStream 、OutputStream、 Reader、 Writer
  • 文 件 :FileInputStream 、 FileOutputStrean 、FileReader 、FileWriter 文件进行处理的节点流
  • 数 组 :ByteArrayInputStream、 ByteArrayOutputStream、 CharArrayReader 、CharArrayWriter 对数组进- 行处理的节点流(对应的不再是文件,而是内存中的一个数组)
  • 字符串 :StringReader、 StringWriter 对字符串进行处理的节点流
  • 管 道 :PipedInputStream 、PipedOutputStream 、PipedReader 、PipedWriter 对管道进行处理的节点流
处理流
  • 处理流和节点流一块使用,在节点流的基础上,再套接一层,套接在节点流上的就是处理流。如BufferedReader.处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装,称为流的链接。
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常用的处理流
  • 缓冲流:BufferedInputStrean 、BufferedOutputStream、 BufferedReader、 BufferedWriter 增加缓冲功能,避免频繁读写硬盘。
  • 转换流:InputStreamReader 、OutputStreamReader实现字节流和字符流之间的转换。
  • 数据流: DataInputStream 、DataOutputStream 等-提供将基础数据类型写入到文件中,或者读取出来。
    转换流

InputStreamReader 、OutputStreamWriter 要InputStream或OutputStream作为参数,实现从字节流到字符流的转换

构造函数
  • InputStreamReader(InputStream); //通过构造函数初始化,使用的是本系统默认的编码表GBK。
  • InputStreamWriter(InputStream,String charSet); //通过该构造函数初始化,可以指定编码表。
  • OutputStreamWriter(OutputStream); //通过该构造函数初始化,使用的是本系统默认的编码表GBK。
  • OutputStreamwriter(OutputStream,String charSet); //通过该构造函数初始化,可以指定编码表。

InputSteam(抽象了应用程序读取数据的方式)

EOF = End 读到-1就读到结尾
int b = in.read();读取一个字节无符号填充到int低八位.-1是EOF
in.read(byte[] buf) 读取数据填充到字节数组buf
in.read(byte[] buf,int start, int size)读取数据到字节数组buf从buf的start位置开始存放size长度分数据

OutSteam(抽象了应用程序写出数据的方式)

out.write(int b)写出一个byte到流,b的低8位
out.write(byte[] buf)将buf字节数组都写到流
out.write(byte[] buf, int start,int size) 字节数组buf从start位置开始写size长度的字节到流
<think>好的,用户让我介绍一下Java中的IO。首先,我需要回忆Java IO的基本知识。Java IO主要分为字节流字符流,对吧?字节流处理二进制数据,比如InputStreamOutputStream,而字符流处理文本数据,比如ReaderWriter。然后要分清楚各个具体的类,比如FileInputStream、BufferedInputStream这些常用的类有什么区别。 用户可能想知道IO的分类用途,所以得先解释清楚结构。然后要提到输入输出的区别,以及同步异步的概念吗?可能不需要太深入,但需要基础部分。还要注意缓冲的作用,比如BufferedReader能提高读取效率,这点应该提一下。另外,Java7引入的NIO包可能也需要提到,因为它提供了更高效的IO操作,比如ChannelBuffer,还有Path等。但用户的问题可能更关注传统的IO,所以这部分可以作为补充。 可能用户是刚开始学习Java,或者在项目中遇到了IO的问题,需要基础知识的概述。他们可能需要知道什么时候用哪种,比如读写文件应该用FileReader还是InputStreamReader的区别。或者如何高效地处理大文件,这时候缓冲的重要性就体现出来了。 要确保回答结构清晰,先分大类,再讲常用类,最后可能提到NIO。示例代码是否需要呢?用户之前的例子有代码,但这次问题可能不需要具体代码,但可以举几个例子说明使用场景。比如用FileInputStream读取文件,用BufferedWriter写入文件等。 相关问题方面,应该考虑用户可能的后续疑问,比如字节流字符流的区别,缓冲的作用,NIO与传统IO不同,如何读写文件,以及异常处理。这些都是常见的问题,需要列出来供用户进一步参考。</think>Java中的IO用于处理输入/输出操作,主要通过`java.io`包实现。其核心思想是将数据源与程序之间的交互抽象为“”,按方向可分为输入(读取数据)输出(写入数据)。以下是主要分类特点: ### 核心分类 1. **字节流**(以字节为单位读写) - 输入:`InputStream`(如`FileInputStream`) - 输出:`OutputStream`(如`FileOutputStream`) - 适用场景:二进制文件(如图片、视频) 2. **字符流**(以字符为单位读写,基于字节流封装) - 输入:`Reader`(如`FileReader`) - 输出:`Writer`(如`FileWriter`) - 适用场景:文本文件(自动处理字符编码转换) 3. **缓冲**(提高读写效率) - `BufferedInputStream`/`BufferedOutputStream` - `BufferedReader`/`BufferedWriter` - 通过内部缓冲区减少系统调用次数 4. **对象**(序列化/反序列化) - `ObjectInputStream`/`ObjectOutputStream` - 直接读写实现了`Serializable`接口的对象 ### 常用操作示例 ```java // 字节流复制文件 try (InputStream in = new FileInputStream("source.txt"); OutputStream out = new FileOutputStream("dest.txt")) { byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len = in.read(buffer)) > 0) { out.write(buffer, 0, len); } } // 字符流按行读取 try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"))) { String line; while ((line = reader.readLine()) != null) { System.out.println(line); } } ``` ### NIO扩展(Java 1.4+) `java.nio`包提供更高效的IO方式,包含: - **Channel**(双向通道,如`FileChannel`) - **Buffer**(数据容器,如`ByteBuffer`) - **Selector**(多路复用,用于网络IO) - **Path**(替代`File`类的路径操作) ### 异常处理 需注意关闭资源,建议使用try-with-resources语法(Java 7+)自动关闭。
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