Java中的两种流

原创于 2025-10-16 11:29:51 发布 · 549 阅读

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Java 中的 IO 流 和 Stream API（java.util.stream） 虽然都叫 “流”，但本质是为了解决不同问题而设计的工具，核心区别体现在 “处理的数据对象” 和 “用途” 上。我们用更通俗的方式再梳理一次：

一、IO 流：“程序与外部的数据线”

核心定位：

处理 程序与外部资源之间的数据传输（比如文件、网络、键盘、屏幕等），相当于 “数据在程序内外流动的管道”。

具体特点：

数据来源 / 去向是 “外部”：比如从本地文件读数据（FileInputStream）、往网络写数据（SocketOutputStream）、从键盘接收输入（System.in）、往屏幕输出内容（System.out）。
以 “字节” 或 “字符” 为单位传输：
- 字节流（InputStream/OutputStream）：传输原始字节（比如图片、视频、二进制文件），万能但需要手动处理编码（比如中文）。
- 字符流（Reader/Writer）：专门传输文本，自动处理字符编码（比如 UTF-8），更适合读小说、配置文件等文本内容。
操作是 “读 / 写”，侧重 “搬运数据”：比如用 FileReader 把文件里的字符 “搬” 到程序里，用 FileWriter 把程序里的字符串 “搬” 到文件里。
需要手动关闭：因为关联了外部资源（如文件句柄、网络连接），用完必须关闭，否则会导致资源泄漏（可以用 try-with-resources 自动关闭）。

示例：用 IO 流读一个文本文件

// 用字符流（FileReader）读文本文件（外部资源 → 程序）
try (FileReader reader = new FileReader("story.txt")) {
    int c;
    while ((c = reader.read()) != -1) { // 逐个字符读
        System.out.print((char) c); // 输出到屏幕（程序 → 外部）
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

二、Stream API（java.util.stream）：“内存数据的加工流水线”

核心定位：

处理 程序内部内存中的数据（比如集合、数组里的数据），相当于 “对数据进行过滤、转换、计算的流水线”。

具体特点：

数据来源是 “内存内部”：比如对 List<Integer> 中的数字过滤，对 Set<String> 中的字符串排序，处理的是已经加载到内存中的数据。
以 “元素” 为单位处理：操作的是集合 / 数组中的元素（比如一个 User 对象、一个数字），而不是字节 / 字符。
操作是 “计算”，侧重 “数据加工”：提供了丰富的 “加工步骤”，比如：
- 过滤（filter）：只保留符合条件的元素（如年龄 > 18 的用户）；
- 转换（map）：把元素变成另一种形式（如把 User 转成用户名）；
- 聚合（collect/sum）：把处理结果汇总（如转成 List 或求和）。
不需要关闭：因为只处理内存数据，不关联外部资源，用完自动释放，无需手动关闭。

示例：用 Stream API 处理集合

List<String> names = Arrays.asList("张三", "李四", "王五", "赵六");

// 流水线操作：过滤出长度为2的名字 → 转成大写 → 收集成新列表
List<String> result = names.stream()
    .filter(name -> name.length() == 2) // 过滤
    .map(String::toUpperCase) // 转换
    .collect(Collectors.toList()); // 聚合

System.out.println(result); // 输出 [张三, 李四, 王五, 赵六]（全是2个字，转大写）

三、一句话总结区别

IO 流：管 “内外数据搬运”（比如文件→程序，程序→网络），是 “数据线”。
Stream API：管 “内部数据加工”（比如集合过滤、计算），是 “流水线”。

两者除了名字都带 “流”，没有任何关联，解决的是完全不同的问题。

补充:

“流”（Stream）是编程中一个形象的比喻，其概念不仅存在于 Java 中，在其他语言（如 C、Python 等）中也有类似设计。我们可以从 “流的含义”“流的特点” 以及 “Java 中流的类型” 三个角度来理解：

一、为什么叫 “流”？

“流” 的命名源于对数据传输过程的抽象：想象水流从一个地方（源头）流向另一个地方（目的地），数据的传输过程与此类似 —— 数据从数据源（如文件、网络、内存）“流动” 到数据目的地（如程序、文件、显示器）。这种 “流动” 的特性让数据的处理变得连续、有序，就像水流一样 “源源不断” 地被处理，因此被形象地称为 “流”。

二、“流” 具备哪些特点？

无论哪种编程语言中的 “流”，都具备以下核心特点：

方向性：流是单向的，要么是 “输入流”（数据从外部流入程序，如 FileInputStream 读取文件到程序），要么是 “输出流”（数据从程序流向外部，如 FileOutputStream 写数据到文件），不存在双向同时流动的流。
连续性：数据以字节或字符为单位，按顺序连续传输，处理时通常是 “读一个字节 / 字符，再读下一个”，无法像数组一样直接 “跳转到第 N 个位置”（某些流支持随机访问，如 RandomAccessFile，但这是特例）。
顺序性：数据的读取 / 写入顺序与它们在流中的存储顺序一致（先入先出），例如文件中先写的内容会被先读取。
资源关联性：流通常与底层资源绑定（如文件、网络连接、键盘 / 屏幕），使用完毕后需要关闭以释放资源（否则可能导致资源泄漏）。
可操作性：可以通过 “流的装饰”（如 Java 中的 BufferedInputStream 包装 FileInputStream）增强功能（如缓冲、编码转换），而不改变底层流的本质。