Java I/O机制详解-优快云博客

本文详细介绍了Java中的I/O机制，包括流的概念、输入输出流、字节流和字符流的区别，以及节点流和处理流的特性。通过实战演示展示了如何使用Java进行图片和文档的读写操作。

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概述

从14年10月份开始工作，到今天做Android已经两年半了。可是到现在也没搞清楚Java的I/O机制，痛定思痛，觉得好好整理一下。古人云“格物致知”，今天就好好格一格I/O机制吧！

常见问题

什么是流

“流”是一连串流动的字符，同时也说明了数据传输的一种状态：“均匀与连续”。java使用“流”进行数据传输。而传输的双方一般是“你的程序”和“设备（手机）”。

输入和输出流

根据流的方向，可以分为输入流和输出流。流的输入（Input）和输出（Output）是以应用程序为参考中心的。输入流就是从设备流入到应用程序，也即常说的读（Read）；输出流就是从应用程序流到设备，也即我们常说的写（Write）。

原理图如下：
这里写图片描述

注：输入流命名规则是包含Input或Reader，如InputStream、BufferedReader；输出流命名规则是包含Output或Writer，如OutputStream、BufferedWriter。

字节流和字符流

数据传输的基本单位是字节（bytes），但1个字节是8位，表示范围是0-255。面对诸多汉字，1个字节很明显是不足的。所以生成了一种新的单位：字符，而字符和字节之间的映射关系就是Unicode。在java中1个字符等于2个字节。根据流的数据类型，可分为字节流和和字符流。

字节流和字符流的区别

1. 读写单位：字节流处理的基本单元是字节；字符流处理的基本单元是Unicode码，2个字节
2. 处理对象：字节流能处理所有类型的数据（图片，视频，音频等），字符流只能处理字符型数据（字符串，纯文本文档）
3. 是否缓存：字符流传输之前要先经过Unicode转换成字节流，批量转换后的字节流存储到缓存当中（提示效率），然后再进行读写。字节流则不用缓存（字节流本身是不使用字节流的，但是如果想提升效率，可以自定义缓存区）。

注：字节流一般命名规则是以Stream结尾，如InputStream或OutputStream;字符流一般命名规则是以Reader或Writer结尾。如BufferedReader、BufferedWriter。

节点和处理流

根据流是否直接与数据源相连，可以划分为节点流和处理流。节点流是可以直接从/向数据源（设备，硬盘，内存等）读/写数据；处理流是对一个已存在的流的连接、封装和处理。

注：处理流命名规则是包含buffered，如BufferedInputStream、BufferedReader。

介绍

I/O家族谱系

这里写图片描述
根据操作的数据类型，分为字节流和字符流；根据数据的流向，又分为输入流和输出流；根据功能，分为节点流和处理流。

InputStream和OutputStream

字节流处理的抽象基类是InputStream和OutputStream。InputStream是字节输入流，OutputStream是字节输出流。

Reader和Writer

字符流处理的抽象基类是Reader和Writer。Reader是字符输入流，Writer是字符输出流。

实战演示

介绍的差不多了，接下来就是实战演示了。
1.从本地读取图片
1. 读取说明数据流是从设备到应用，因此使用输入流，那就是InputStream或Reader
2. 操作的数据对象是图片，使用字节流的话效率较高（不用经由Unicode转换）
3. 所以排除Reader，选择InputStream

 public void readImg(ImageView iv) {
        File file = new File("/sdcard/temp.jpg");
        if (file.exists()) {
            FileInputStream fileInputStream = null;
            try {
                fileInputStream = new FileInputStream(file);
                byte[] img = new byte[(int) file.length()];// 根据文件长度创建字节数组
                fileInputStream.read(img);  // 将图片字节信息写入到字节数组
                Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(img,0,img.length);
                iv.setImageBitmap(bitmap);  // 显示图片
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                try {
                    fileInputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

2.保存图片到本地
1. 保存到本地说明数据流是从应用到设备，因此使用输出流，所以选择OutputStream或Writer
2. 由于操作的数据对象是图片，使用字节流的话效率较高（不用经由Unicode转换）
3. 所以排除Writer，选择OutputStream

 public void saveImg() {
        InputStream inputStream = null;
        FileOutputStream fileOutputStream = null;
        try {
            URL url = new URL("https://ss0.baidu.com/94o3dSag_xI4khGko9WTAnF6hhy/image/h%3D360/sign=e572f27e9058d109dbe3afb4e158ccd0/b7fd5266d0160924933e331bd60735fae6cd3492.jpg");
            URLConnection urlConnect = url.openConnection();
            urlConnect.setConnectTimeout(5000);
            inputStream = urlConnect.getInputStream();

            File tempFile = new File("/sdcard/temp.jpg");// 保存到临时文件中
            if(tempFile.isDirectory()){
                tempFile.delete();
            }
            if (!tempFile.exists()) {
                tempFile.createNewFile();
            }
            fileOutputStream = new FileOutputStream(tempFile);// 创建输出流，参数tempFile为写入的目标
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int length = -1;
            while ((length = inputStream.read(buffer)) != -1) {  // 读取字节，先存储到缓存区
                fileOutputStream.write(buffer, 0, length);        // 从缓存区提取数据，可以提升效率
            }
            inputStream.close();
            fileOutputStream.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

3.从本地读取纯文档
1. 由于是读取，说明数据流是从设备流到应用，因此使用输入流，所以选择InputStream或Reader
2. 操作的数据对象是纯文档，需要使用字符流（纯文档需要经由Unicode转码）
3. 所以排除InputStream，选择Reader

  public String readWold() {
        try {
            FileReader fileReader = new FileReader("/sdcard/test.txt");
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(fileReader);
            String line = null;
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                builder.append(line + "\n");
            }
            bufferedReader.close();
            return builder.toString();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

4.写入到本地纯文档
1.写入说明数据流是从应用到设备，因此使用输出流，所以选择OutputStream或Writer
2. 操作的数据对象是纯文档，需要使用字符流（纯文档或字符串需要经由Unicode转码）
3. 所以排除OutputStream，选择Writer

public void saveWord() {
        try {
            File file = new File("/sdcard/test.txt");
            if (file.isDirectory()){
                file.delete();
            }
            if (!file.exists()){
                file.createNewFile();
            }
            FileWriter fileWriter = new FileWriter(file);
            BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(fileWriter);
            bufferedWriter.write("Hi,I am Chaos!");
            bufferedWriter.newLine();
            bufferedWriter.write("I am come from China!");
            bufferedWriter.newLine();
            bufferedWriter.flush();
            bufferedWriter.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

参考资料

字节流和字符流 http://www.jianshu.com/p/4edb6b99204e
Java中的字节流、缓冲流 http://blog.youkuaiyun.com/sinat_34669892/article/details/52738643
java 下载网络上的图片并保存到本地目录 http://takeme.iteye.com/blog/1683380
IO结构图源于百度图片