Java——IO流、字节流、字节缓冲流

一、IO流的概述

• I/O：输入/输出（Input/Output）
• 流：是一种抽象概念，是对数据传输的总称。数据在设备间的传输称为流，流的本质是数据传输
• IO流用来处理设备间数据传输问题
• IO流常用于文件复制、文件上传、文件下载

二、IO流分类

1、按照数据的流向：

• 输入流：读数据
• 输出流：写数据

2、按照数据类型：

• 字节流
  • 字节输入流
  • 字节输出流
• 字符流
  • 字符输入流
  • 字符输出流

一般说的IO流按照数据类型来分。

字符流和字节流在什么情况下使用？

• 如果数据通过windows自带的记事本打开，可以读懂内容，使用字符流，否则使用字节流。
• 如果不知道应该使用哪种，就使用字节流

三、字节流抽象基类

• InputStream：这个抽象类是表示字节输入流的所有类的超类
• OutputStream：这个抽象类是表示字节输出流的所有类的超类
• 子类名特点：子类名称都是以其父类名作为子类名的后缀

四、字节流写数据

1、 FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入数据

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入数据
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("File\\java.txt");
    }
}

上述代码中，创建文件输出流主要做了三件事情：

• 调用系统功能创建了文件
• 创建了字节输出流对象
• 让字节输出流对象指向创建好的文件

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(“File\java.txt”);
相当于
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(“File\java.txt”));

2、 字节流写数据的三种方式

① void write(int b)：将指定的字节写入此文件输出流

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

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("File\\java.txt");
        //void write(int b)：将指定的字节写入此文件输出流
        fos.write(97);
        fos.write(98);
        fos.write(99);
        fos.write(100);
        fos.write(101);
    }
}

② void write(byte[] b)：将b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流，以此写一个字节数组数组

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

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //void write(byte[] b)：将b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流，以此写一个字节数组数组
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("File\\java.txt");
        byte[] b = {97, 98, 99, 100, 101};
        fos.write(b);
    }
}

此外，可以使用byte[] getBytes()返回字符串对应的字节数组，下面的示例运行结果同上。

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

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //void write(byte[] b)：将b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流，以此写一个字节数组数组
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("File\\java.txt");
//        byte[] b = {97, 98, 99, 100, 101};
        byte[] b = "abcde".getBytes();
        fos.write(b);
    }
}

③ void write(byte[] b,int off,int len)：将len字节从指定字节数组开始，从偏移量off开始写入此文件输出流，以此写一个字节数组的部分数据

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

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("File\\java.txt");
        //void write(byte[] b,int off,int len)：
        // 将len字节从指定字节数组开始，从偏移量off开始写入此文件输出流，以此写一个字节数组的部分数据
        byte[] b = "abcdef".getBytes();
        fos.write(b, 0, b.length);
    }
}

③ 释放资源，关闭此文件输出流并释放与此相关联的任何系统资源

释放资源使用close()方法。

使用void write(byte[] b)方法实现字节流写数据的完整代码如下：

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

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建字节输出流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("File\\java.txt");
        //void write(byte[] b)：将b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流，以此写一个字节数组数组
        byte[] b = "abcde".getBytes();
        fos.write(b);
        //释放资源
        fos.close();
    }
}

五、字节流写数据的两个小问题

1、字节流写数据实现换行

• windoes：\r\n
• linux：\n
• mac：\r

2、字节流写数据实现追加写入

创建字节流对象时使用下述方法，true表示追加写入。

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("File\\java.txt",true);

六、字节流写数据加异常处理

异常处理主要有以下两种方式：

• try…catch…finally
• throws IOException

下述为使用try…catch…finally方式进行异常处理的代码

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

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args){
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fos = new FileOutputStream("File\\java.txt");
            fos.write("hello".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

七、字节流读数据

• FileInputStream(String name)：通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的路径名name命名
• 使用字节输入流读数据的步骤
  ① 创建字节输入流对象
  ② 调用字节输入流对象的读数据方法
  ③ 释放资源

1、一次读一个字节数据

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建字节输入流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("File\\java.txt");

        //调用字节输入流对象的读数据方法
        int by;
        while ((by = fis.read()) != -1) {
            System.out.print((char) by);
        }
        
        //释放资源
        fis.close();
    }
}

2、一次读一个字节数组数据

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建字节输入流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("File\\java.txt");

        //调用字节输入流对象的读数据方法
        byte[] by = new byte[1024];//1024或1024的倍数
        int len;
        while ((len = fis.read(by)) != -1) {
            System.out.print(new String(by, 0, len));
        }

        //释放资源
        fis.close();
    }
}

八、字节缓冲流

1、字节缓冲流概述

• BufferedOutputStream：该类实现缓冲输出流。通过设置这样的输出流，应用程序可以向底层输出流写入字节，而不必为写入的每个字节导致底层系统的调用
• BufferedInputStream：创建BufferInputStream将创建一个内部缓冲区数组。当从流中读取或跳过字节时，内部缓冲区将根据需要从所包含的输入流中重新填充，一次很多字节

2、构造方法

• 字节缓冲输出流：BufferedOutputStream(OutputStream out)

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("File\\java.txt"));
        //写数据
        bos.write("hello\r\n".getBytes());
        //释放资源
        bos.close();
    }
}

• 字节缓冲输入流：BufferedInputStream(InputStream in)

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FilterInputStream;
import java.io.IOException;

public class Demo8 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("File\\java.txt"));
        //读数据 采用一次读取一个字符数组
        byte[] bys = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = bis.read(bys)) != -1) {
            System.out.print(new String(bys, 0, len));
        }
    }
}

3、为什么构造方法需要的是字节流，而不是具体的文件或者路径呢？

字节缓冲流仅提供缓冲区，而真正的读写数据还得依赖于基本的字节流对象进行操作