IO基础

一、流的概念

1.什么是流

数据流是一组有序,有起点和终点的字节的数据序列。包括输入流和输出流。

2.字节流

最小的数据单元是字节的流。

3.字符流

最小的数据单元是字符的流。
其实所有数据都可以用字节流来读,字符流一般是用来读可以理解的内容,比如json文件,txt文件,xml文件等。
而且字符流有readLine()这样的方法。

二、从继承角度理解流相关类

1.字节流的继承关系

1.输入流

输入流的类,以InputStream为核心,继承InputStream的类相当多,以下的类全都继承了InputStream

public class ObjectInputStream extends InputStream implements ObjectInput, ObjectStreamConstants{}

public class FilterInputStream extends InputStream {}

public class ByteArrayInputStream extends InputStream {}

public class FileInputStream extends InputStream {}

1.ObjectInputStream :对象读取流,这个类主要用来反序列化操作,将对象流转变为一个对象。
2.FilterInputStream :过滤输入流,我们一般不直接用这个类,而是直接用它的子类,它的子类有很多。

public class BufferedInputStream extends FilterInputStream {}

public class DataInputStream extends FilterInputStream implements DataInput {}

A.BufferedInputStream :缓存输入流,通过buffer大小控制每次读取的大小,加快读取效率,从而不用一个字节一个字节写入,减少磁盘访问次数,极大提高速率。
B.DataInputStream :基础数据类型输入流,将字节解析为基本数据类型读取。

3.ByteArrayInputStream :字节数组输入流,属于内存操作,所以也无需关闭流。
4.FileInputStream :文件输入流,将文件以流的形式读取到内存中。

2.输出流

输出流的类,以OutputStream为核心,继承OutputStream的类相当多,以下的类全都继承了OutputStream

public class ObjectOutputStream extends OutputStream implements ObjectOutput, ObjectStreamConstants{}

public class FilterOutputStream extends OutputStream {}

public class ByteArrayOutputStream extends OutputStream {}

public class FileOutputStream extends OutputStream {}

1.ObjectOutputStream :对象操作流,在序列化基础中已经讲过,这个类主要用来序列化操作。
2.FilterOutputStream :过滤输出流,我们一般不直接用这个类,而是直接用它的子类,它的子类有很多

public class BufferedOutputStream extends FilterOutputStream {}

public class DataOutputStream extends FilterOutputStream implements DataOutput {}

public class PrintStream extends FilterOutputStream implements Appendable, Closeable {}

A.BufferedOutputStream :缓存输出流,通过buffer大小控制每次写入的大小,加快写入效率,从而不用一个字节一个字节写入,减少磁盘访问次数,极大提高速率。
B.DataOutputStream :基础数据类型输出流,将java中的基础数据类型写入数据字节输出流中、保存在存储介质中、然
后可以用DataOutputStream从存储介质中读取到程序中还原成java基础类型。
C.PrintStream :打印流,PrintStream流打印的字符通过平台默认的编码方式转换成字节。

3.ByteArrayOutputStream :字节数组输出流,这个类是将数据写入到字节数组中,属于内存操作,所以也无需关闭流。
4.FileOutputStream :文件输出流,将数据以流的方式写入到文件中。

3.输入流和输出流的类关系

可以看到输入流和输出流的类基本是一一对应关系,有一个输入流就有一个对应的输出流。

2.字符流的继承关系

1.字符输入流

字符输入流的类关系以Reader为父类,以下类都是直接继承了Reader

public class BufferedReader extends Reader {}

public abstract class FilterReader extends Reader {}

public class InputStreamReader extends Reader {}

1.BufferedReader :具有缓存的字符输入流
2.FilterReader :同字节流类似,FilterReader 只是简单重写了父类的方法、目的是为所有装饰类提供标准和基
本的方法、并且要求子类必须实现核心方法、和拥有自己的特色。
3.InputStreamReader :InputStreamReader和OutputStreamWriter一样,提供将字节转换成字符的桥梁、他们只是外边的一个门面、真正的核心是StreamEncoder。StreamEncoder使用默认或者指定的编码将字节转换成字符,InputStreamReader只是对StreamEncoder的封装。

2.字符输出流

字符输出流的类关系以Writer为父类,继承Writer的类与继承Reader的类有对应关系,就不赘述了。

3.字节流和字符流的关系

字节流适用一行一行的数据无具体意义的数据传输,比如图像数据;
字符流适用一行一行的数据具有具体意义的数据传输,比如txt文件,json文件,xml文件。
字节流和字符流的转换通过InputStreamReader 和InputStreamWriter进行转换

public InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)  throws UnsupportedEncodingException {
        super(in);
        if (charsetName == null)
            throw new NullPointerException("charsetName");
        sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, charsetName);
}

整体来说,字节流和字符流的输入流和输出流都是有对应关系。字节流可以通过InputStreamReader转换为字符流。

三、从装饰模式理解流相关类

如果我们需要将一个文件以基础数据类型读取,并且还支持buffer缓存(提高效率),那么可以编写以下代码

DataOutputStream out = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File(file)));

这就是流的装饰器模式,将某种功能的提供单独的类,这些类随意组合(装饰)形成复合的功能,这样的好处是不会导致类爆炸。

四、RandomAccessFile

1.RandomAccessFile的构造方法

RandomAccessFile r = new RandomAccessFile(File file, String mode);
mode 的值可选 "r":可读,"w" :可写,"rw":可读性;

2.RandomAccessFile的方法

seek(int index);可以将指针移动到某个位置开始读写;
setLength(long len);给写入文件预留空间:

RandomAccessFile,直接继承Object,不属于签名提到的流体系。
RandomAccessFile通过seek()可以自由定位读或者写的位置,所以称为随机访问流,也就是可以在任意位置写入或者读取。这样很方便做下载的断点续传功能。

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