详细讲解JAVA中的IO流

一、流的概念

       流(stream)的概念源于UNIX中管道(pipe)的概念。在UNIX中，管道是一条不间断的字节流，用来实现程序或进程间的通信，或读写外围设备、外部文件等。
       一个流，必有源端和目的端，它们可以是计算机内存的某些区域，也可以是磁盘文件，甚至可以是Internet上的某个URL。
        流的方向是重要的，根据流的方向，流可分为两类：输入流和输出流。用户可以从输入流中读取信息，但不能写它。相反，对输出流，只能往输入流写，而不能读它。
       实际上，流的源端和目的端可简单地看成是字节的生产者和消费者，对输入流，可不必关心它的源端是什么，只要简单地从流中读数据，而对输出流，也可不知道它的目的端，只是简单地往流中写数据。 

       形象的比喻——水流 ，文件======程序 ，文件和程序之间连接一个管道，水流就在之间形成了,自然也就出现了方向：可以流进，也可以流出.便于理解，这么定义流： 流就是一个管道里面有流水，这个管道连接了文件和程序。

二、流的分类

1. java.io包中的类对应两类流，一类流直接从指定的位置（如磁盘文件或内存区域）读或写，这类流称为结点流(node stream)，其它的流则称为过滤器(filters)。过滤器输入流往往是以其它输入流作为它的输入源，经过过滤或处理后再以新的输入流的形式提供给用户，过滤器输出流的原理也类似。 
   
2. Java的常用输入、输出流

java.io包中的stream类根据它们操作对象的类型是字符还是字节可分为两大类： 字符流和字节流。

 

• Java的字节流

InputStream是所有字节输入流的祖先，而OutputStream是所有字节输出流的祖先。

• Java的字符流

Reader是所有读取字符串输入流的祖先，而writer是所有输出字符串的祖先。

结合开始所说的输入/输出流 ，出现了个一小框架。

                     字节流                         字符流
输入流        InputStream               Reader
输出流        OutputStream            Writer

JAVA字节流

• FileInputStream和FileOutputStream
  这两个类属于结点流，第一个类的源端和第二个类的目的端都是磁盘文件，它们的构造方法允许通过文件的路径名来构造相应的流。如： 
  FileInputStream infile = new FileInputStream("myfile.dat");
  FileOutputStream outfile = new FileOutputStream("results.dat");

要注意的是，构造FileInputStream, 对应的文件必须存在并且是可读的，而构造FileOutputStream时，如输出文件已存在，则必须是可覆盖的。

• BufferedInputStream和BufferedOutputStream
  它们是过滤器流，其作用是提高输入输出的效率。
• DataInputStream和DataOutputStream
  这两个类创建的对象分别被称为数据输入流和数据输出流。这是很有用的两个流，它们允许程序按与机器无关的风格读写Java数据。所以比较适合于网络上的数据传输。这两个流也是过滤器流，常以其它流如InputStream或OutputStream作为它们的输入或输出。
  

Java的字符流

    字符流主要是用来处理字符的。Java采用16位的Unicode来表示字符串和字符，对应的字符流按输入和输出分别称为readers和writers。

• InputStreamReader和OutputStreamWriter
  在构造这两个类对应的流时，它们会自动进行转换，将平台缺省的编码集编码的字节转换为Unicode字符。对英语环境，其缺省的编码集一般为ISO8859-1。
• BufferedReader和BufferedWriter
  这两个类对应的流使用了缓冲，能大大提高输入输出的效率。这两个也是过滤器流，常用来对InputStreamReader和OutputStreamWriter进行处理。如：

 1 import java.io.*;
 2 public class Echo {
 3   public static void main(String[] args) {
 4     BufferedReader in =
 5       new BufferedReader(
 6         new InputStreamReader(System.in));
 7     String s;
 8     try {
 9       while((s = in.readLine()).length() != 0)
10         System.out.println(s);
11       // An empty line terminates the program
12     } catch(IOException e) {
13       e.printStackTrace();
14     }
15   }
16 } 

该程序接受键盘输入并回显。

对BufferedReader类，该类的readLine()方法能一次从流中读入一行，但对于BufferedWriter类，就没有一次写一行的方法，所以若要向流中一次写一行，可用PrintWriter类将原来的流改造成新的打印流，PrintWriter类有一个方法println()，能一次输出一行。如： 

............
PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(
      new FileWriter("D:\javacode\test.txt")));
out.println("Hello World!");
out.close();
............

 

 

例子：

1,与控制台相关。的读入/写出。 实现了字符串的复制。

 

 1 import java.io.*;
 2 public class TextRead{
 3 
 4 public static void main(String[] args){
 5    BufferedReader bf = null;/*BufferedReader相当于一个大桶，其实就是内存，这里实现了大量大量的读写 ，而不是读一个字节或字符就直接写如硬盘，加强了对硬盘的保护。*/
 6    try{
 7     while(true){ // while(true){}循环保证程序不会结束
 8     
 9        bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
10        /*System.in 为标准输入，System.out为标准输出*/
11        /*InputStreamReader用语将字节流到字符流的转化，这也就是处理流了
12         *在这里相当与2个管道接在System.in与程序之间。
13         *readLine()方法功能比较好用，也就通过处理流来实现更好功能。
14         **/
15      String line = bf.readLine();
16      System.out.println(line);
17     }  
18    }catch(Exception e){
19     e.printStackTrace();
20    }finally{
21     //一定要关闭流，用完后。最好放在
22 
23 filally 里面。  
24     try{   
25      if(bf!=null){
26       bf.close();
27      }
28     }catch(Exception e){
29        e.printStackTrace();
30     }  
31    }  
32 }
33 }

2,与文件 相关的 读写。    实现了文件的复制。

 1 import java.io.*;
 2 public class TextRead{
 3 
 4 public static void main(String[] args){
 5    File fin,fout;  
 6    BufferedReader bf = null;
 7    PrintWriter pw = null;
 8    try{
 9     fin = new File("zzc.txt"); //注意文件与程序都要在同一个文件夹下。zzc.txt为要被复制的文件。
10     fout = new File("copyzzc.txt"); //如果没有会自动创建。
11     bf = new BufferedReader(new FileReader(fin));
12     pw = new PrintWriter(fout); //PrintWriter为打印流，也可以使用BufferedWriter.
13     String line = bf.readLine();
14     while(line!=null){
15     pw.println(line);
16      line = bf.readLine();
17     }
18    }catch(Exception e){
19     e.printStackTrace();
20    }finally{
21     try{
22     //关闭 文件。
23      if(bf!=null){
24       bf.close();
25       bf = null;
26      }
27      if(pw!=null){
28       pw.close();
29       pw = null;
30      }
31     }catch(Exception e){
32      e.printStackTrace();
33     }
34    }
35 }
36 }

 

还有好多类：

像RandomAccessFile类，序列化接口，都十分重要。

Java有一种特殊类型的IO数据流——DataOutputStream——它可以保证“无论数据来自何种机器，只要使用一个DataInputStream收取这些数据，就可用本机正确的格式保存它们.

以后在把示例加上，还有写比较好的方法。

其实感觉这已经是固定模式了，一提到从键盘读取数据 就会联想到：

new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))

• 字符流：顾名思义，该流只能处理字符，但处理字符速度很快
• 字节流：可以处理所有以bit为单位储存的文件，也就是说可以处理所有的文件，但是在处理字符上的速度不如字符流

二.IO流的具体使用

• 从各种输入流到各种输出流 
  注：其实在各个不同的类型中，输入流到输出流的套路基本都一样。 
  那就拿最简单的FileOutputStream来举例子吧 
  从FileOutputStream到FileIntputStream其实就是复制一个文件的过程，将文件读取到FileIntputStream中，后输出到FileOutputStream也就是相当于输出到了硬盘的文件中。 
  我们可以以两个桶为例，一个桶为FileIntputStream，另一个桶为FileOutputStream，如果要把一个桶里的水转移到另一个桶中，我们首先需要一个水瓢，一次次的舀水才能完成我们的需求。 
  废话不多说，直接上代码：

public static void main(String[] args) throws IOException {
        File fil1 = new File("D:/111.pdf");
        File fil2 = new File("D:/222.pdf");
        try (FileInputStream fi = new FileInputStream(fil1); 
        //一个叫输入流的桶，装满了一桶叫做D:/111.pdf文件的水
        FileOutputStream fs = new FileOutputStream(fil2);
        //一个叫输出流的空桶，但想装满叫做"D:/222.pdf"文件的水
                ) {
            byte[] buf = new byte[521];
            //叫做buf的水瓢
            int len = -1;
            //用来测量每次水瓢装了多少水
            while((len = fi.read(buf)) != -1){
            //一次次的用水瓢在输入流的桶里舀水，并用len测了舀了多少水，当len等于-1意味着水舀光了，该结束舀水了。
                fs.write(buf, 0, len);
                //一次次把水瓢里的水放到了输出流的桶里
            }
            fs.flush();
        } catch (Exception e) {
        }
    }

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其实这种方法可以针对于很多的输入流和输出流。 
- 从输入流到字符串 
其实这个和上一种很类似，只不过换了种实现方式。 
直接上代码：

        File file = new File("D:/123.txt");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        //同样是叫做输入流的桶
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        //把输出流的桶换成了StringBuffer用来储存字符串
        //其实也可以直接用String，但是StringBuffer速度更快。
        byte[] buf = new byte[256];
        //水瓢没变
        int len = -1;
        //测水瓢舀了多少水没变
        while ((len = fis.read(buf)) != -1){
            sb.append(new String(buf, 0, buf.length));
            //和上面的原理基本一样，只不过换了个水瓢而已
            //new String(buf, 0, buf.length)是将buf里面的内容转换为字符串
        }
        System.out.println(sb.toString());

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• 使用字符流向文件中写入字符串或者在文件中读取字符串 
  其实和前面的字节流读写思路一样，只是限制了文件只能为字符类型的

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复制文本文件并输出

public static void main(String[] args) throws Exception {
        File file = new File("D:/123.txt");
        //复制源文件
        File file2 = new File("D:/456.txt");
        //复制结果文件
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        //用于输出到控制台
        if(!file2.exists()){
            file2.createNewFile();
        }
        //检测结果文件是否存在如果不存在便创建一个
        FileReader fr = new FileReader(file);
        //设置字符读入流用于向文件（file）中读数据
        FileWriter fw = new FileWriter(file2);
        //设置字符读出流用于向文件（file2）中写数据
        char[] ch = new char[256];
        //每次读和写的容器，或者说是传送的媒介
        int len = -1;
        while((len = fr.read(ch)) != -1){
            fw.write(ch, 0, ch.length);
            //将容器里的东西写入到新文件中
            sb.append(new String(ch, 0, ch.length));
            //将容器里的东西添加到strngBuffer中，用于输出
        }
        fw.flush();
        fw.close();
        fr.close();
        System.out.println(sb.toString());
        //输出文本文件
    }

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• 对对象进行序列化及反序列化 
  使用工具：ObjectOutputStream，ObjectInputStream 
  介绍：将对象以文件的形式保存在硬盘中，使之能更方便的传输。 
  条件：必须实现Serializable接口（实现了这个接口，但并不需要重写任何方法）

代码：

class DemoObject implements Serializable{
    int date = 23; 
}

public class IoTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("D:/123.obj")));
        //建立对象输出流准备向文件中写入对象
        oos.writeObject(new DemoObject());
        //向文件中写入新建立的对象
        oos.flush();
        //输出流记得要flush
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("D:/123.obj")));
        //建立对象输入流准备在文件中读出刚写入的对象
        DemoObject newObject = (DemoObject)ois.readObject();
        //建立一个新对象用于保存刚刚读出的对象
        System.out.println(newObject.date);
        //输出这个对象
    }
}