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java IO流
一、什么是流？
流就是字节序列的抽象概念，能被连续读取数据的数据源和能被连续写入数据的接收端就是流，流机制是Java及C++中的一个重要机制，通过流我们可以自由地控制文件、内存、IO设备等数据的流向。而IO流就是用于处理设备上的数据，如：硬盘、内存、键盘录入等。IO流根据处理类型的不同可分为字节流和字符流，根据流向的不同可分为输入流和输出流。
二、字节流和字符流的区别：
字符流，因为文件编码的不同，就有了对字符进行高效操作的字符流对象，它的原理就是基于字节流读取字节时去查了指定的码表。它和字节流的区别有两点：1.在读取数据的时候，字节流读到一个字节就返回一个字节，字符流使用了字节流读到一个或多个字节（一个中文对应的字节数是两个，在UTF-8码表中是3个字节）时，先去查指定的编码表，再将查到的字符返回；2.字节流可以处理所有类型的数据，如jpg、avi、mp3、wav等等，而字符流只能处理字符数据。所以可以根据处理的文件不同考虑使用字节流还是字符流，如果是纯文本数据可以优先考虑字符流，否则使用字节流。
三、IO体系，所具备的基本功能就是读和写：
1.字符流
|-- Reader（读）
|-- Writer（写）
Reader
|--InputStreamReader
|--FileReader：用于处理文件的字符读取流对象
Writer
|--OutputStreamWriter
|--FileWriter：用于处理文件的字符写入流对象
其实很容易就可以看出来，IO体系中的子类名后缀绝大部分是父类名称，而前缀则是体现子类特有功能的名称。
Reader中常见的方法：
|--int read()
读取一个字符，并返回读到的这个字符，读到流的末尾则返回-1。
|--int read(char[])
将读到的字符存入指定的数组中，返回的是读到的字符个数，
读到流的末尾则返回-1。
|--close()
读取字符其实用的是window系统的功能，就希望使用完毕后，
进行资源的释放。
FileReader除了自己的构造函数外没有特有的方法：
|--用于读取文本文件的流对象。
|--用于关联文本文件。
|--构造函数FileReader(String fileName)
在读取流对象初始化时，必须要指定一个被读取的文件，
如果该文件不存在则会发生FileNotFoundException异常。
Writer中常见的方法：
|--write()
将一个字符写入到流中。
|--write(char[])
将一个字符数组写入到流中。
|--writer(String)
将一个字符写入到流中。
|--flush()
刷新流，将流中的数据刷新到目的地中，流还存在。
|--close()
关闭资源，在关闭钱会先调用flush()， 刷新流中的数据到目的地。
FileWriter，除了自己的构造函数外没有特有的方法：
|--该类的特点
|--用于处理文本文件
|--没有默认的编码表
|--有临时缓冲
|--构造函数，在写入流对象初始化时，必须要有一个存储数据的目的地。
|--FileWriter(String fileName)，该构造器是干什么用的呢？
|--调用系统资源
|--在指定位置创建一个文件，如果该文件已经存在则被覆盖。
|--FileWriter(String filename,Boolean append)，这构造器的作用是？
当传入的boolean类型的值为true时，会在指定文件末尾处进行数据的续写。
清单1，将文本数据保存到文件中代码
private static void test1(){ FileWriter fw=null; try { //初始化FileWriter对象，指定文件名已经存储路径 fw=new FileWriter("D:/test.txt"); fw.write("将字符串写入流"); //将流中的数据刷新到目的地，流还在 fw.flush(); fw.write("将字符串写入流"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally{ if(fw!=null){ try { fw.close(); } catch (IOException e1) { e1.printStackTrace(); } } } }
清单2，读取一个已有文本文件，并将文本内容打印出来代码
private static void test2(){ FileReader fr=null; try { //初始化FileReader对象，指定文件路径 fr=new FileReader("D:/test.txt"); int ch=0; while((ch=fr.read())!=-1){ //每次读取一个字符，直到读到末尾-1为止 System.out.println((char)ch); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally{ if(fr!=null){ try { fr.close(); } catch (IOException e1) { e1.printStackTrace(); } } } }
这样每读到一个字符就打印出来，效率很不高，能不能按指定大小读取完后再打印出来呢？答案是当然可以的。
清单3，读取一个已有文本文件，读完1kb再将其读到的内容打印出来代码
private static void test3(){ FileReader fr=null; try { //初始化FileReader对象，指定文件路径 fr=new FileReader("D:/test.txt"); char[] buf=new char[1024]; int len=0; while((len=fr.read(buf))!=-1){ //每次读取1kb大小的字符，直到读到末尾-1为止 System.out.println(new String(buf,0,len)); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally{ if(fr!=null){ try { fr.close(); } catch (IOException e1) { e1.printStackTrace(); } } } }
字符流的缓冲区：
|--缓冲区的出现提高了对流的操作效率。
原理：其实就是将数组进行封装。
|--对应的对象
|--BufferedWriter
特有方法newLine()，跨平台的换行符。
|--BufferedReader
特有方法readLine()，一次读一行，到行标记时，将行标记
之前的字符数据作为字符串返回，读到末尾返回null。
|--说明
在使用缓冲区对象时，要明确，缓冲的存在是为了增强流
的功能而存在，所以在建立缓冲区对象时，要先有流对象
存在。其实缓冲区内部就是在使用流对象的方法，只不过
加入了数组对数据进行了临时存储，为了提高操作数据的
效率。
|--代码上的体现
|--写入缓冲区对象
根据前面所说的建立缓冲区时要先有流对象，并将其作为参数传递给缓冲区的构造函数
BufferedWriter bufw=new BufferedWriter(new FileWriter(“test.txt”));
bufw.write(“将数据写入缓冲区”);
bufw.flush();//将缓冲区的数据刷新到目的地
bufw.close();//其实关闭的是被包装在内部的流对象
|--读取缓冲区对象
BufferedReader bufr=new BufferedReader(new FileReader(“test.txt”));
String line=null;
while((line=bufr.readLine())!=null){
//每次读取一行，取出的数据不包含回车符
system.out.println(line);
}
bufr.close();
清单4，使用缓冲区对文本文件进行拷贝代码
private static void test4(){ BufferedReader bufr=null; BufferedWriter bufw=null; try { bufr=new BufferedReader(new FileReader("D:/a.txt")); bufw=new BufferedWriter(new FileWriter("D:/b.txt")); String line=null; while((line=bufr.readLine())!=null){ bufw.write(line);//每次将一行写入缓冲区 bufw.flush();//刷新到目的地 } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally{ try { if(bufw!=null){ bufw.close(); } if(bufr!=null){ bufr.close(); } } catch (IOException e1) { e1.printStackTrace(); } } }
仔细看可以发现，程序里面的FileReader对象和FileWriter对象直接new出来且没有调用close()，因为缓冲对象调用了这两个方法，前面说了，缓冲对象调用的flush()和close()其实就是关闭被包装在其内部的流对象。关闭流的先后顺序也要注意，如果流之间有依赖关系，则被依赖的流要后关闭。readLine()方法原理：其实缓冲区中的该方法，用的还是与缓冲区关联的流对象的read方法，只不过，每一次读到一个字符先不进行具体操作，先进行临时存储，当读到回车标记时，将临时容器中存储的数据一次性返回。我们可以根据这个原理来自己编写一个缓冲区对象。
清单5，编写一个自己的bufferedreader代码
public class MyBufferedReader { private Reader reader; public MyBufferedReader(Reader reader){ this.reader=reader; } public String readLine() throws IOException{ StringBuilder sb=new StringBuilder(); int ch=0; while((ch=reader.read())!=-1){ if(ch==‘\r‘){//空格则继续 continue; }else if(ch==‘\n‘){//每次返回一行 return sb.toString(); }else{ sb.append((char)ch); } } return sb.toString(); } public void close() throws IOException{ //缓冲对象的关闭方法其实就是调用流本身的close() reader.close(); } }
测试时把清单4的BufferedReader对象替换成MyBufferedReader对象即可。
清单6，测试mybufferedreader代码
private static void test4(){ MyBufferedReader bufr=null; BufferedWriter bufw=null; try { bufr=new MyBufferedReader(new FileReader("D:/a.txt")); bufw=new BufferedWriter(new FileWriter("D:/b.txt")); String line=null; while((line=bufr.readLine())!=null){ bufw.write(line);//每次将一行写入缓冲区 bufw.flush();//刷新到目的地 } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally{ try { if(bufw!=null){ bufw.close(); } if(bufr!=null){ bufr.close(); } } catch (IOException e1) { e1.printStackTrace(); } } }
BufferedInputStream和BufferedOutputStream
import java.io.BufferedInputStream;import java.io.BufferedOutputStream;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.util.Arrays;/* * BufferedInputStream和BufferedOutputStream，为输入输出流添加缓冲 */public class Test10 { public static void main(String[] args) throws IOException { test2(); } public static void test1() throws IOException { // 定义文件输入输出流 FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\Java\\hello.txt"); FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\Java\\world.txt"); // 为流添加缓冲 BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis); BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos, 1024); int data =http://www.mamicode.com/ bis.read(); while (data != -1) { System.out.println((char) data); bos.write(data); data = bis.read(); } bos.flush(); bos.close(); bis.close(); fos.close(); fis.close(); } public static void test2() throws IOException { // 定义一个文件输出流 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\Java\\itany.txt"); // 为文件输出流添加缓冲 BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos); bos.write("欢迎来到南京网博！".getBytes()); bos.flush(); fos.close(); bos.close(); System.out.println("写入文件成功!"); /* * 字符的编码和解码 * gbk：一个汉字占两个字节 * utf-8：一个汉字占三个字节 */ String str="欢迎来到Java世界！"; System.out.println("原数据："+str); //编码：将字符串转换为字节数组 byte[] buffer=str.getBytes("gbk");//使用utf-8进行编码 System.out.println("字节数组："+Arrays.toString(buffer)); System.out.println("数组长度："+buffer.length); //解码：将字节数组转换为字符串 String str2=new String(buffer, "gbk"); System.out.println("解码后的数据："+str2); }}
FileInputStream、FileOutputStream和BufferedInputStream、BufferedOutputStream性能对比
import java.io.BufferedInputStream;import java.io.BufferedOutputStream;import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;/* * FileInputStream、FileOutputStream和BufferedInputStream、BufferedOutputStream性能对比 * * 每次读取一个字节时由于FileInputStream每次都从硬盘读取数据，所以效率很低 * 但如果FileInputStream读取数据时使用字节数据作为缓冲，则效率也会较高 * 注：建议使用BufferedInputStream、BufferedOutputStream */public class Test11 { public static void main(String[] args) throws IOException { File src=new File("D:\\Java\\site-1.6.5.zip"); File dest=new File("D:\\Java\\backup.zip"); long time1=System.currentTimeMillis(); copy1(src, dest); long time2=System.currentTimeMillis(); System.out.println("使用FileInputStream花费的时间："+(time2-time1)); long time3=System.currentTimeMillis(); copy2(src, dest); long time4=System.currentTimeMillis(); System.out.println("使用BufferedInputStream花费的时间："+(time4-time3)); } // 使用FileInputStream、FileOutputStream复制文件 public static void copy1(File src, File dest) throws IOException { FileInputStream fis = new FileInputStream(src); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dest); int data =http://www.mamicode.com/ fis.read(); while (data != -1) { fos.write(data); data = fis.read(); } fos.flush(); fos.close(); fis.close(); } // 使用BufferedInputStream、BufferedOutputStream复制文件 public static void copy2(File src, File dest) throws IOException { FileInputStream fis = new FileInputStream(src); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dest); BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis); BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos); int data =http://www.mamicode.com/ bis.read(); while (data != -1) { bos.write(data); data = bis.read(); } bos.flush(); bos.close(); bis.close(); }}
其实我们自己写的这个缓存对象就是对Reader对象进行了功能的增强，Reader对象每次只能返回一个字符，而增强了功能之后该类就可以每次返回一行字符，也就是设计模式中所说的装饰模式。
java IO流