缓冲流、转换流、序列化流、打印流

迷南。 2022-03-01 13:05 350阅读 0赞

# 缓冲流 #

缓冲流,也叫高效流，简单来说就是使其读写速度更快。

*  字节缓冲流： BufferedInputStream ， BufferedOutputStream
 *  字符缓冲流： BufferedReader ， BufferedWriter

**缓冲流的基本原理**：是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

## 字节缓冲流 ##

#### \# 构造方法 ####

*  public BufferedInputStream(InputStream in) ：创建一个 新的缓冲输入流。
 *  public BufferedOutputStream(OutputStream out) ： 创建一个新的缓冲输出流。

可以看的出，这两个方法需要传入一个字节输入输出流对象，也就是说，其实缓冲流本身是不具备读写数据能力的。

小编通过测试，发现如果使用FileInputStream、FileOutoutStream(不使用数组)复制一个375M的文件十多分钟过去依然还没完成…  
而如果使用我们的缓冲流(不使用数组)只需要8秒左右，这速度无疑是快了n倍…

还有更快的方式，那就是使用缓冲流使用数组复制：

public class Demo3 { 
        public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { 
            // 记录开始时间
            long start = System.currentTimeMillis();
            // 创建流对象
            try (
                    BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new
                            FileInputStream("jdk8.exe"));
                    BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new
                            FileOutputStream("copy.exe"));
            ) { 
                // 读写数据
                int len;
                byte[] bytes = new byte[8 * 1024];
                while ((len = bis.read(bytes)) != -1) { 
                    bos.write(bytes, 0, len);
                }
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
            // 记录结束时间
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:" + (end - start) + " 毫秒");
        }
    }

缓冲流使用数组复制时间:666 毫秒

## 字符缓冲流 ##

#### \#构造方法 ####

*  public BufferedReader(Reader in) ：创建一个 新的缓冲输入流。
 *  public BufferedWriter(Writer out) ： 创建一个新的缓冲输出流。

**字符缓冲流特有的方法**：

*  BufferedReader： public String readLine() : 读一行文字。
 *  BufferedWriter： public void newLine() : 写一行，行分隔符,由系统属性定义符号。

# 转换流 #

## \#字符编码和字符集 ##

### \#\#字符编码 ###

计算机中储存的信息都是用二进制数表示的，而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则，将字符存储到计算机中，称为编码 。反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来，称为解码 。比如说，按照A规则存储，同样按照A规则解析，那么就能显示正确的文本f符号。反之，按照A规则存储，再按照B规则解析，就会导致乱码现象。

*  字符编码 Character Encoding : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

### \#\#字符集 ###

字符集 Charset ：也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。

计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1Jvb2tpZXhpYW9NdV9h_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
可见，当指定了编码，它所对应的字符集自然就指定了，所以编码才是我们最终要关心的。

*  **ASCII字符集 ：**  
    ★ ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代  
    码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符（回车键、退格、换行键等）和可显示字符（英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号）。  
    ★ 基本的ASCII字符集，使用7位（bits）表示一个字符，共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位（bits）表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。
 *  **ISO-8859-1字符集：**  
    ★ 拉丁码表，别名Latin-1，用于显示欧洲使用的语言，包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。  
    ★ ISO-5559-1使用单字节编码，兼容ASCII编码。
 *  **GBxxx字符集：**  
    ★ GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。  
    ★ GB2312：简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字，此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了，连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码，这就是常说的"全角"字符，而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。  
    ★ GBK：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。  
    ★ GB18030：最新的中文码表。收录汉字70244个，采用多字节编码，每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
 *  **Unicode字符集 ：**  
    ★ Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计，是业界的一种标准，也称为统一码、标准万国码。  
    ★ 它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号，或者文字。有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。  
    ★ UTF-8编码，可以用来表示Unicode标准中任何字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以，我们开发Web应用，也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码，编码规则：  
    1） 128个US-ASCII字符，只需一个字节编码。  
    2） 拉丁文等字符，需要二个字节编码。  
    3） 大部分常用字（含中文），使用三个字节编码。  
    4） 其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

### 编码引出的问题 ###

在IDEA中，使用 FileReader 读取项目中的文本文件。由于IDEA的设置，都是默认的 UTF-8 编码，所以没有任何问题。但是，当读取Windows系统中创建的文本文件时，由于Windows系统的默认是GBK编码，就会出现乱码。

public class ReaderDemo { 
        public static void main(String[] args) throws IOException { 
            FileReader fileReader = new FileReader("E:\\File_GBK.txt");
            int read;
            while ((read = fileReader.read()) != -1) { 
                System.out.print((char)read);
           }
            fileReader.close();
       }
    }
    输出结果：
    ���

### InputStreamReader类 ###

转换流 java.io.InputStreamReader ，是Reader的子类，是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节，并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

#### \#构造方法 ####

*  InputStreamReader(InputStream in) : 创建一个使用默认字符集的字符流。
 *  InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) :  
    创建一个指定字符集的字符流。

#### 指定编码读取 ####

public class ReaderDemo2 { 
        public static void main(String[] args) throws IOException { 
         // 定义文件路径,文件为gbk编码
            String FileName = "E:\\file_gbk.txt";
         // 创建流对象,默认UTF8编码
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new
    FileInputStream(FileName));
         // 创建流对象,指定GBK编码
            InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new
    FileInputStream(FileName) , "GBK");
     // 定义变量,保存字符
            int read;
         // 使用默认编码字符流读取,乱码
            while ((read = isr.read()) != -1) { 
                System.out.print((char)read); // ��Һ�
           }
            isr.close();
          
         // 使用指定编码字符流读取,正常解析
            while ((read = isr2.read()) != -1) { 
                System.out.print((char)read);// 大家好
           }
            isr2.close();
       }
    }

### OutputStreamWriter类 ###

转换流 java.io.OutputStreamWriter ，是Writer的子类，是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

### \#构造方法 ###

*  OutputStreamWriter(OutputStream in) : 创建一个使用默认字符集的字符流。
 *  OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName) : 创建一个指定字符集的  
    字符流。

#### 指定编码写出 ####

public class OutputDemo { 
        public static void main(String[] args) throws IOException { 
         // 定义文件路径
            String FileName = "E:\\out.txt";
         // 创建流对象,默认UTF8编码
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new
    FileOutputStream(FileName));
            // 写出数据
         osw.write("你好"); // 保存为6个字节
            osw.close();
        
     // 定义文件路径
     String FileName2 = "E:\\out2.txt";
         // 创建流对象,指定GBK编码
            OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new
    FileOutputStream(FileName2),"GBK");
            // 写出数据
         osw2.write("你好");// 保存为4个字节
            osw2.close();
       }
    }

### 转换流理解图解 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1Jvb2tpZXhpYW9NdV9h_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

# 序列化流 #

Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象，该字节序列包含该 对象的数据 、 对象的类型 和 对象中存储的属性 等信息。字节序列写出到文件之后，相当于文件中持久保存了一个对象的信息。  
反之，该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行反序列化。 对象的数据 、 对象的类型 和 对象中存储的数据 信息，都可以用来在内存中创建对象。看图理解序列化：

### ObjectOutputStream类 ###

java.io.ObjectOutputStream 类，将Java对象的原始数据类型写出到文件,实现对象的持久存储。

### \#构造方法 ###

*  public ObjectOutputStream(OutputStream out) ： 创建一个指定OutputStream的  
    ObjectOutputStream。

### 序列化操作 ###

1.  一个对象要想序列化，必须满足**两个条件**:

*  该类必须实现 java.io.Serializable 接口， Serializable 是一个标记接口，不实现此接  
    口的类将不会使任何状态序列化或反序列化，会抛出 NotSerializableException 。
 *  该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的，则该属性必须注明是瞬态的，使用 transient 关键字修饰。

public class Employee implements java.io.Serializable { 
        public String name;
        public String address;
        public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化
        public void addressCheck() { 
         System.out.println("Address check : " + name + " -- " + address);
       }
    }

2.写出对象方法

*  public final void writeObject (Object obj) : 将指定的对象写出。

public class SerializeDemo{ 
       public static void main(String [] args)   { 
       Employee e = new Employee();
       e.name = "zhangsan";
       e.address = "beiqinglu";
       e.age = 20;
       try { 
         // 创建序列化流对象
              ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new
    FileOutputStream("employee.txt"));
           // 写出对象
           out.writeObject(e);
           // 释放资源
           out.close();
           fileOut.close();
           System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名，地址被序
    列化，年龄没有被序列化。
           } catch(IOException i)   { 
                i.printStackTrace();
           }
       }
    }
    输出结果：
    Serialized data is saved

### ObjectInputStream类 ###

ObjectInputStream反序列化流，将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象。

### \#构造方法 ###

*  public ObjectInputStream(InputStream in) ： 创建一个指定InputStream的  
    ObjectInputStream。

##### \#\#反序列化操作1 #####

如果能找到一个对象的class文件，我们可以进行反序列化操作，调用 ObjectInputStream 读取对象的方法：

*  public final Object readObject () : 读取一个对象。

public class DeserializeDemo { 
       public static void main(String [] args)   { 
            Employee e = null;
            try { 
                 // 创建反序列化流
                 FileInputStream fileIn = new FileInputStream("employee.txt");
                 ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
                 // 读取一个对象
                 e = (Employee) in.readObject();
                 // 释放资源
                 in.close();
                 fileIn.close();
           }catch(IOException i) { 
                 // 捕获其他异常
                 i.printStackTrace();
                 return;
           }catch(ClassNotFoundException c) { 
           // 捕获类找不到异常
                 System.out.println("Employee class not found");
                 c.printStackTrace();
                 return;
           }
            // 无异常,直接打印输出
            System.out.println("Name: " + e.name); // zhangsan
            System.out.println("Address: " + e.address); // beiqinglu
            System.out.println("age: " + e.age); // 0
       }
    }

**对于JVM可以反序列化对象，它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件，则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。**

##### \#\#反序列化操作2 #####

**另外，当JVM反序列化对象时，能找到class文件，但是class文件在序列化对象之后发生了修改，那么反序列化操作也会失败，抛出一个 InvalidClassException 异常。**  
发生这个异常的原因如下：

*  该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
 *  该类包含未知数据类型该类
 *  没有可访问的无参数构造方法 Serializable

接口给需要序列化的类，提供了一个序列版本号。 serialVersionUID 该版本号 的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。

public class Employee implements java.io.Serializable { 
         // 加入序列版本号
         private static final long serialVersionUID = 1L;
         public String name;
         public String address;
         // 添加新的属性 ,重新编译, 可以反序列化,该属性赋为默认值.
         public int eid;
         public void addressCheck() { 
             System.out.println("Address check : " + name + " -- " + address);
         }
    }

# 打印流 #

平时我们在控制台打印输出，是调用 print 方法和 println 方法完成的，这两个方法都来自于  
java.io.PrintStream 类，该类能够方便地打印各种数据类型的值，是一种便捷的输出方式。

## PrintStream类 ##

*  public PrintStream(String fileName) ： 使用指定的文件名创建一个新的打印流。

构造举例，代码如下：

PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt")；

System.out 就是 PrintStream 类型的，只不过它的流向是系统规定的，打印在控制台上。不过，既然是流对象，我们就可以玩一个"小把戏"，将数据输出到指定文本文件中。

public class PrintDemo { 
        public static void main(String[] args) throws IOException { 
     // 调用系统的打印流,控制台直接输出97
            System.out.println(97);
          
     // 创建打印流,指定文件的名称
            PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");
        
         // 设置系统的打印流流向,输出到ps.txt
            System.setOut(ps);
         // 调用系统的打印流,ps.txt中输出97
            System.out.println(97);
       }
    }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1Jvb2tpZXhpYW9NdV9h_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220301/f317f0858e5d4d278f7cae42fc475ef6.png
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