Java IO 流相关核心问题

问:简单谈谈 Java IO 流各实现类的特性?

答:java.io 包下面的流基本都是装饰器模式的实现,提供了各种类型流操作的便携性,常见的流分类如下:

以二进制字节方式读写的流(字节流没有编码的概念,转换字节需要考虑编码,不能按行处理,使用不太方便)主要有:
  • InputStream、OutputStream: 二进制字节读写抽象类型的基类。

  • FileInputStream、FileOutputStream: 输入输出目标是文件的流,构造支持 File 类型和 String 文件名类型及追加覆盖模式,以 byte 或 byte 数组读写文件,FileOutputStream 没有缓冲,没有重写flush,调用 flush 没有任何效果,数据只是传递给了操作系统,但操作系统什么时候保存到硬盘上是不一定的,按字节读取效率低。

  • ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream: 输入输出目标是字节数组的流,数组的长度是根据数据内容动态扩展的,ByteArrayOutputStream 无缓存,同理 flush 无效。

  • DataInputStream、DataOutputStream: 按基本类型和字符串而非只是字节读写流装饰类,FilterInputStream、FilterOutputStream 装饰基类的子类,在写入时 DataOutputStream 会将这些类型的数据转换为其对应的二进制字节,必须按照字节读取,效率较低。

  • BufferedInputStream、BufferedOutputStream: 对输入输出流提供缓冲功能的装饰类,BufferedInputStream 内部有个字节数组作为缓冲区,读取时先从这个缓冲区读,缓冲区读完了再调用包装的流读,BufferedOutputStream 的构造方法也有两个,默认的缓冲区大小也是 8192,它的 flush 方法会将缓冲区的内容写到包装的流中。

  • PipedInputStream、PipedOutputStream:分别是管道输入输出流,作用是让多线程可以通过管道进行线程间的通讯,在使用管道通信时,必须将 PipedOutputStream 和 PipedInputStream 配套使用。

  • PrintStream:继承于 FilterOutputStream 来装饰其它输出流的流。提供了自动 flush 和字符集设置功能。

以文本字符方式读写的流(文本文件中编码非常重要)主要有:
  • Reader、Writer:字符流的抽象基类。

  • InputStreamReader、OutputStreamWriter:适配器类,输入是 InputStream,输出是 OutputStream,将字节流转换为字符流,一个重要的参数是编码类型,如果没有传则为系统默认编码。

  • FileReader、FileWriter:输入输出目标是文件的字符流,InputStreamReader、OutputStreamWriter 的子类,需要注意的是 FileReader、FileWriter 不能指定编码类型,只能使用默认编码,如果需要指定编码类型可以使用 InputStreamReader、OutputStreamWriter。

  • CharArrayReader、CharArrayWriter: 输入输出目标是 char 动态调整数组的字符流,类似 ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream。

  • StringReader、StringWriter:输入输出目标是 String 的字符流,与 CharArrayReader、CharArrayWriter 类似。

  • BufferedReader、BufferedWriter:装饰类,对输入输出流提供缓冲以及按行读写功能,FileReader、FileWriter 是没有缓冲的、也不能按行读写,所以一般应该在它们的外面包上对应的缓冲类。

  • PrintWriter:装饰类,可直接指定文件名作为参数、可以指定编码类型、可以自动缓冲、可以自动将多种类型转换为字符串,在输出到文件时可以优先选择该类。

  • PipedReader、PipedWriter:分别是字符管道输入输出流,作用是让多线程可以通过管道进行线程间的通讯,在使用管道通信时,必须将 PipedReader、PipedWriter 配套使用。

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