黑马程序员——Java基础——IO流

本文详细介绍了Java中的IO流概念,包括字节流和字符流的基本使用方法,如何利用FileWriter和FileReader进行文件的写入与读取操作,并探讨了缓冲流(BufferedReader和BufferedWriter)的使用技巧,以及转换流在不同编码间转换的应用。

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IO流分为两类:字符流和字节流。
字节流有两个基类:InputStream和OutputStream
字符流也有两个基类:Reader和Writer

IO流是用于操作数据的,最常见的体现形式是:文件。

import java.io.*;

public class FileWriterDemo{
       public static void main(String[] args) throws IOException{
             //创建一个可以往文件中写入字符数据的字符输出流对象
             //既然是往一个文件中写入文字数据,那么在创建对象时,就必须明确该文件(用于存储数据的目的地)
             //如果文件不存在,则会自动创建
             //如果文件存在,则会被覆盖
            FileWriter fw = new FileWriter("aa.txt" );

             //调用Writer对象中的write(string)方法,写入数据
             //其实数据写入到临时存储缓冲区中
            fw.write( "abcde");

             //进行刷新,将数据直接写入到目的地中
            fw.flush();

             //关闭流,关闭资源,在关闭前会先调用flush刷新缓冲中的数据到目的地。
            fw.close();  //注意:close方法只能用一次
      }
}

如果在Writer类构造函数上加上true,可以实现对文件的续写。

如果要读取文本文件,可以使用FileReader类,通过read方法读取数据。

import java.io.*;

public class FileReaderDemo{
       public static void main(String[] args) throws IOException{

            FileReader fr = new FileReader("bb.txt" );

             //用Reader中的read方法读取字符
             int ch = 0;

             while((ch = fr.read()) != -1){
                  System.out.println(( char)ch);
            }

            fr.close();
      }
}

IO流通常要对其进行异常处理:防止异常导致流无法关闭,要在finally中对流进行关闭。

要读取文本文件,可以有两种方法:
第一种:通过read()方法,代码如下:

import java.io.*;

public class FileReaderDemo{
       public static void main(String[] args) throws IOException{

            FileReader fr = new FileReader("aa.txt" );

             //用Reader中的read方法读取字符
             int ch = 0;

             while((ch = fr.read()) != -1){
                  System.out.println(( char)ch);
            }

            fr.close();
      }
}

第二种,通过read(char[])方法来读取,代码如下:

import java.io.*;

public class FileReaderDemo{
       public static void main(String[] args)throws IOException{
            FileReader fr = new FileReader("bb.txt" );

             //使用read(char[])读取文本文件数据
             //先创建字符数组
             char[] buf = new char[3];

             int len = 0;

             while((len = fr.read(buf)) != -1){
                  System.out.println( new String(buf,0,len));
            }

            fr.close();
      }
}

要提高字符流的读写效率,可以使用缓冲流,包括:
BufferedReader和BufferedWriter

写入例子如下:

import java.io.*;

public class BufferedWriterDemo{
       public static void main(String[] args) throws IOException{
            FileWriter fw = new FileWriter("aa.txt" );

            BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(fw);

             for(int x = 1; x <= 4; x++){
                  bufw.write( "abc" + x);
                  bufw.newLine();
                  bufw.flush();
            }
            bufw.flush();
            fw.close();
      }
}

读取例子如下:

import java.io.*;

public class BufferedReaderDemo{
       public static void main(String[] args) throws Exception{
            FileReader fr = new FileReader("bb.txt" );

            BufferedReader bufr = new BufferedReader(fr);

            String line = null;
            //readLine()方法,一次读取一行,以换行符为判断标志
             while((line = bufr.readLine()) != null){
                  System.out.println(line);           
            }

            bufr.close();
      }
}

跟踪行号的缓冲字符输入流:LineNumberReader

该流主要提供了两个方法:setLineNumber(int) 和 getLineNumber(),用来设置和获取行号。

import java.io.*;

public class LineNumberReaderDemo{
       public static void main(String[] args) throws IOException {
            FileReader fr = new FileReader("cc.java" );
            LineNumberReader lnr = new LineNumberReader(fr);

            String line = null;
            //设置行号从100开始
            lnr.setLineNumber(100);

             while((line = lnr.readLine()) != null){
                  System.out.println(lnr.getLineNumber() + ":" + line);
            }

            lnr.close();
      }
}

装饰设计模式:对原有类进行了功能的改变,增强。
缓冲流就是运用了装饰设计模式。
转换流:
包括:InputStreamReader和OutputStreamWriter

转换流的由来:
字符流与字节流之间的桥梁
方便了字符流与字节流之间的操作
因为字节流中的数据都是字符时,转成字符流操作更高效。
import java.io.*;

public class TransStreamDemo{

       public static void main(String[] args) throws IOException {
            InputStream in = System.in;

            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in);

            BufferedReader bufr = new BufferedReader(isr);

            String line = null;

             while((line = bufr.readLine()) != null){
                   if("over" .equals(line))
                         break;
                  System.out.println(line.toUpperCase());
            }
      }
}

InputStreamReader和OutputStreamWriter可使用指定的编码读取和写入数据。
什么时候使用转换流呢?
1、源或者目的对应的设备是字节流,但是操作的却是文本数据,可以使用转换作为桥梁,提高对文本操作的便捷。
2、一旦操作文本涉及到具体的指定编码表时,必须使用转换流。

如下面例子:

import java.io.*;

public class StreamReaderDemo
{
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {

        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
                new FileOutputStream("f:\\aa.txt"),"UTF-8"));   //指定用UTF-8编码来写入

        bw.write("我是中国人abc");   //使用UTF-8,一个中文字3个字节


        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(new 
            FileInputStream("f:\\aa.txt"),"UTF-8"));    //因为文件是用UTF-8编码写入,
                                    //所以读取也要指定用UFT-8读出

        String line=null;
        while((line=br.readLine())!=null)
        {
            System.out.println(line);
        }

        bw.close();
        br.close();
    }
}
### TCP传输原理与实现 TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节的传输层协议。其核心原理是通过建立端到端的连接,确保数据在不可靠的网络中能够可靠地传输。TCP 使用确认机制、量控制、拥塞控制等机制来保障数据的完整性和有序性。 在 Java 中,TCP 通信可以通过 `Socket` 和 `ServerSocket` 类实现。客户端使用 `Socket` 连接到服务器,服务器端使用 `ServerSocket` 监听连接请求。通信过程中,数据通过输入和输出进行传输。 #### 客户端实现 客户端的主要任务是与服务器建立连接,并通过输出向服务器发送数据,同时可以通过输入接收服务器的响应。例如: ```java Socket s = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 10004); OutputStream out = s.getOutputStream(); out.write("Hello TCPClient".getBytes()); InputStream is = s.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = is.read(buffer); System.out.println(new String(buffer, 0, len)); s.close(); ``` 该代码实现了客户端与服务器的连接,并发送了一条文本消息,同时接收服务器的响应[^1]。 #### 服务端实现 服务端通过 `ServerSocket` 监听指定端口,等待客户端连接。一旦连接建立,服务端通过输入接收客户端发送的数据,并通过输出向客户端发送响应。例如: ```java ServerSocket ss = new ServerSocket(10012); Socket s = ss.accept(); InputStream in = s.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println(new String(buffer, 0, len)); PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true); out.println("<font color='red' size=7>客户端s你好</font>"); s.close(); ss.close(); ``` 该代码展示了如何在服务端接收客户端发送的数据,并向客户端发送 HTML 格式的响应[^3]。 #### TCP连接的建立与释放 TCP 连接的建立采用三次握手(Three-way Handshake): 1. 客户端发送 SYN(同步)报文给服务器,表示请求建立连接。 2. 服务器收到 SYN 报文后,发送 SYN-ACK(同步-确认)报文作为响应。 3. 客户端收到 SYN-ACK 后,发送 ACK(确认)报文,连接建立。 连接的释放采用四次挥手(Four-way Handshake): 1. 客户端发送 FIN(结束)报文,表示数据发送完成。 2. 服务器发送 ACK 报文,确认收到 FIN。 3. 服务器发送 FIN 报文,表示数据发送完成。 4. 客户端发送 ACK 报文,连接关闭。 #### TCP的可靠性机制 TCP 通过以下机制确保数据的可靠传输: - **确认机制**:接收方收到数据后,向发送方发送确认信息。 - **重传机制**:如果发送方未收到确认信息,则重传数据。 - **量控制**:通过滑动窗口机制,控制发送速率,避免接收方缓冲区溢出。 - **拥塞控制**:通过慢启动、拥塞避免等算法,防止网络拥塞。 #### TCP的编程模型 TCP 编程模型通常包括以下几个步骤: 1. **创建 Socket**:客户端创建 `Socket` 对象,连接服务器;服务端创建 `ServerSocket` 对象,监听端口。 2. **获取对象**:获取 `Socket` 的输入和输出,用于数据传输。 3. **数据读写**:通过输入读取数据,通过输出写入数据。 4. **关闭连接**:通信结束后,关闭 `Socket` 和对象。 ### 示例代码:完整的 TCP 通信 以下是一个完整的 TCP 通信示例,包含客户端和服务端的代码。 #### 客户端代码 ```java import java.io.*; import java.net.*; public class TcpClient { public static void main(String[] args) { try { Socket socket = new Socket("localhost", 8888); OutputStream out = socket.getOutputStream(); out.write("Hello Server!".getBytes()); InputStream in = socket.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println("Server response: " + new String(buffer, 0, len)); socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` #### 服务端代码 ```java import java.io.*; import java.net.*; public class TcpServer { public static void main(String[] args) { try { ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888); System.out.println("Server is listening on port 8888..."); Socket socket = serverSocket.accept(); InputStream in = socket.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println("Client message: " + new String(buffer, 0, len)); OutputStream out = socket.getOutputStream(); out.write("Hello Client!".getBytes()); socket.close(); serverSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` ###
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