Java IO 流學(xué)習(xí)超詳細總結(jié)(圖文并茂)

Java流操作有關(guān)的類或接口:

Java流類圖結(jié)構(gòu):

流的概念和作用

流是一組有順序的,有起點和終點的字節(jié)集合,是對數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偡Q或抽象。即數(shù)據(jù)在兩設(shè)備間的傳輸稱為流,流的本質(zhì)是數(shù)據(jù)傳輸,根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸特性將流抽象為各種類,方便更直觀的進行數(shù)據(jù)操作。

IO流的分類

  • 根據(jù)處理數(shù)據(jù)類型的不同分為:字符流和字節(jié)流
  • 根據(jù)數(shù)據(jù)流向不同分為:輸入流和輸出流

字符流和字節(jié)流

字符流的由來: 因為數(shù)據(jù)編碼的不同,而有了對字符進行高效操作的流對象。本質(zhì)其實就是基于字節(jié)流讀取時,去查了指定的碼表。 字節(jié)流和字符流的區(qū)別:

  • 讀寫單位不同:字節(jié)流以字節(jié)(8bit)為單位,字符流以字符為單位,根據(jù)碼表映射字符,一次可能讀多個字節(jié)。
  • 處理對象不同:字節(jié)流能處理所有類型的數(shù)據(jù)(如圖片、avi等),而字符流只能處理字符類型的數(shù)據(jù)。
    結(jié)論:只要是處理純文本數(shù)據(jù),就優(yōu)先考慮使用字符流。 除此之外都使用字節(jié)流。

輸入流和輸出流

對輸入流只能進行讀操作,對輸出流只能進行寫操作,程序中需要根據(jù)待傳輸數(shù)據(jù)的不同特性而使用不同的流。

Java IO流對象

1. 輸入字節(jié)流InputStream

IO 中輸入字節(jié)流的繼承圖可見上圖,可以看出:

  • InputStream 是所有的輸入字節(jié)流的父類,它是一個抽象類。
  • ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三種基本的介質(zhì)流,它們分別從Byte 數(shù)組、StringBuffer、和本地文件中讀取數(shù)據(jù)。PipedInputStream 是從與其它線程共用的管道中讀取數(shù)據(jù),與Piped 相關(guān)的知識后續(xù)單獨介紹。
  • ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子類都是裝飾流(裝飾器模式的主角)。

2. 輸出字節(jié)流OutputStream

IO 中輸出字節(jié)流的繼承圖可見上圖,可以看出:

  • OutputStream 是所有的輸出字節(jié)流的父類,它是一個抽象類。
  • ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是兩種基本的介質(zhì)流,它們分別向Byte 數(shù)組、和本地文件中寫入數(shù)據(jù)。PipedOutputStream 是向與其它線程共用的管道中寫入數(shù)據(jù),
  • ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子類都是裝飾流。

3. 字節(jié)流的輸入與輸出的對應(yīng)


圖中藍色的為主要的對應(yīng)部分,紅色的部分就是不對應(yīng)部分。紫色的虛線部分代表這些流一般要搭配使用。從上面的圖中可以看出Java IO 中的字節(jié)流是極其對稱的。“存在及合理”我們看看這些字節(jié)流中不太對稱的幾個類吧!

  • LineNumberInputStream 主要完成從流中讀取數(shù)據(jù)時,會得到相應(yīng)的行號,至于什么時候分行、在哪里分行是由改類主動確定的,并不是在原始中有這樣一個行號。在輸出部分沒有對應(yīng)的部分,我們完全可以自己建立一個LineNumberOutputStream,在最初寫入時會有一個基準(zhǔn)的行號,以后每次遇到換行時會在下一行添加一個行號,看起來也是可以的。好像更不入流了。
  • PushbackInputStream 的功能是查看最后一個字節(jié),不滿意就放入緩沖區(qū)。主要用在編譯器的語法、詞法分析部分。輸出部分的BufferedOutputStream 幾乎實現(xiàn)相近的功能。
  • StringBufferInputStream 已經(jīng)被Deprecated,本身就不應(yīng)該出現(xiàn)在InputStream 部分,主要因為String 應(yīng)該屬于字符流的范圍。已經(jīng)被廢棄了,當(dāng)然輸出部分也沒有必要需要它了!還允許它存在只是為了保持版本的向下兼容而已。
  • SequenceInputStream 可以認(rèn)為是一個工具類,將兩個或者多個輸入流當(dāng)成一個輸入流依次讀取。完全可以從IO 包中去除,還完全不影響IO 包的結(jié)構(gòu),卻讓其更“純潔”――純潔的Decorator 模式。
  • PrintStream 也可以認(rèn)為是一個輔助工具。主要可以向其他輸出流,或者FileInputStream 寫入數(shù)據(jù),本身內(nèi)部實現(xiàn)還是帶緩沖的。本質(zhì)上是對其它流的綜合運用的一個工具而已。一樣可以踢出IO 包!System.out 和System.out 就是PrintStream 的實例!

4. 字符輸入流Reader

在上面的繼承關(guān)系圖中可以看出:

  • Reader 是所有的輸入字符流的父類,它是一個抽象類。
  • CharReader、StringReader 是兩種基本的介質(zhì)流,它們分別將Char 數(shù)組、String中讀取數(shù)據(jù)。PipedReader 是從與其它線程共用的管道中讀取數(shù)據(jù)。
  • BufferedReader 很明顯就是一個裝飾器,它和其子類負(fù)責(zé)裝飾其它Reader 對象。
  • FilterReader 是所有自定義具體裝飾流的父類,其子類PushbackReader 對Reader 對象進行裝飾,會增加一個行號。
  • InputStreamReader 是一個連接字節(jié)流和字符流的橋梁,它將字節(jié)流轉(zhuǎn)變?yōu)樽址?。FileReader 可以說是一個達到此功能、常用的工具類,在其源代碼中明顯使用了將FileInputStream 轉(zhuǎn)變?yōu)镽eader 的方法。我們可以從這個類中得到一定的技巧。Reader 中各個類的用途和使用方法基本和InputStream 中的類使用一致。后面會有Reader 與InputStream 的對應(yīng)關(guān)系。

5. 字符輸出流Writer

在上面的關(guān)系圖中可以看出:

  • Writer 是所有的輸出字符流的父類,它是一個抽象類。
  • CharArrayWriter、StringWriter 是兩種基本的介質(zhì)流,它們分別向Char 數(shù)組、String 中寫入數(shù)據(jù)。PipedWriter 是向與其它線程共用的管道中寫入數(shù)據(jù)。
  • BufferedWriter 是一個裝飾器為Writer 提供緩沖功能。
  • PrintWriter 和PrintStream 極其類似,功能和使用也非常相似。
  • OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 轉(zhuǎn)換的橋梁,它的子類FileWriter 其實就是一個實現(xiàn)此功能的具體類(具體可以研究一SourceCode)。功能和使用和OutputStream 極其類似,后面會有它們的對應(yīng)圖。

6. 字符流的輸入與輸出的對應(yīng)

7. 字符流與字節(jié)流轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換流的特點:

  • 其是字符流和字節(jié)流之間的橋梁

  • 可對讀取到的字節(jié)數(shù)據(jù)經(jīng)過指定編碼轉(zhuǎn)換成字符

  • 可對讀取到的字符數(shù)據(jù)經(jīng)過指定編碼轉(zhuǎn)換成字節(jié)
    何時使用轉(zhuǎn)換流?

  • 當(dāng)字節(jié)和字符之間有轉(zhuǎn)換動作時;

  • 流操作的數(shù)據(jù)需要編碼或解碼時。
    具體的對象體現(xiàn):

  • InputStreamReader:字節(jié)到字符的橋梁

  • OutputStreamWriter:字符到字節(jié)的橋梁

這兩個流對象是字符體系中的成員,它們有轉(zhuǎn)換作用,本身又是字符流,所以在構(gòu)造的時候需要傳入字節(jié)流對象進來。

8. File類

File類是對文件系統(tǒng)中文件以及文件夾進行封裝的對象,可以通過對象的思想來操作文件和文件夾。 File類保存文件或目錄的各種元數(shù)據(jù)信息,包括文件名、文件長度、最后修改時間、是否可讀、獲取當(dāng)前文件的路徑名,判斷指定文件是否存在、獲得當(dāng)前目錄中的文件列表,創(chuàng)建、刪除文件和目錄等方法。

9. RandomAccessFile類

該對象并不是流體系中的一員,其封裝了字節(jié)流,同時還封裝了一個緩沖區(qū)(字符數(shù)組),通過內(nèi)部的指針來操作字符數(shù)組中的數(shù)據(jù)。 該對象特點:

  • 該對象只能操作文件,所以構(gòu)造函數(shù)接收兩種類型的參數(shù):a.字符串文件路徑;b.File對象。
  • 該對象既可以對文件進行讀操作,也能進行寫操作,在進行對象實例化時可指定操作模式(r,rw)

注意:該對象在實例化時,如果要操作的文件不存在,會自動創(chuàng)建;如果文件存在,寫數(shù)據(jù)未指定位置,會從頭開始寫,即覆蓋原有的內(nèi)容。可以用于多線程下載或多個線程同時寫數(shù)據(jù)到文件。

轉(zhuǎn)自 花開不敗tzs的博客

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