IO流相关概念

小咪咪 2022-07-16 18:24 183阅读 0赞

InputStream和Reader是所有输入流的基类，他们是两个抽象类，本身不能用来创建输入流实例，分别提供了一个重要方法：

int read(byte[] b)：从输入流中最多读取b.length个字节数据，存储在字节数组中，返回实际读取的字节数。
    
    int read(char[] c)：从输入流中最多读取c.length个字符数据，存储在字符数组中，返回实际读取的字符数。

OutputStream和Writer作为输出流的基类，分别提供了如下方法：

void write(byte[]/char[] buff)：将字节数组/字符数组的数据输入到指定的输出流中；
    
    void write(String str):字符流以字符为操作单位，可以用字符串代替字符数组。

<table> 输入输出流体系 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>分类</td> 
 <td>字节输入流</td> 
 <td>字节输出流</td> 
 <td>字符输入流</td> 
 <td>字符输出流</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>抽象基类</td> 
 <td>InputStream</td> 
 <td>OutputStream</td> 
 <td>Reader</td> 
 <td>Writer</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>访问文件</td> 
 <td>FileInputStream</td> 
 <td>FileOutputStream</td> 
 <td>FileReader</td> 
 <td>FileWriter</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>缓冲流</td> 
 <td>BufferedInputStream</td> 
 <td>BufferedOutputStream</td> 
 <td>BufferedReader</td> 
 <td>BufferedWriter</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>对象流</td> 
 <td>ObjectInputStream</td> 
 <td>ObjectOutputStream</td> 
 <td>ObjectReader</td> 
 <td>ObjectWriter</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

除以上常用节点流和处理流之外，IO流体系还包括两个转换流：InputStreamReader/OutputStreamWriter，前者用来将字节输入流转换为字符输入流，后者将字节输出流转换为字符输出流。以下示例将标准输入流转换为字符输出流：

public static void test() {
            try (
                    InputStreamReader streamReader = new InputStreamReader(System.in);
                    BufferedReader br = new BufferedReader(streamReader)) {
                String buff = null;
                while ((buff = br.readLine()) != null) {
                    if (buff.equals("exit")) {
                        System.exit(1);
                    }
                    System.out.println("输入的内容为：" + buff);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

BufferedReader有个readLine(),可以很方便的读取一行内容，所以经常将文本内容包装成BufferedReader.

RandomAccessFile是IO体系中功能最丰富的内容访问类，既可以读取文件，也可以向文件写入数据，还可以在文件的任意位置读写数据，读取任意一段数据，应该翻译为“任意访问”。与OutputStream/Writer不同的是，它还可以从文件末尾追加内容。

public RandomAccessFile(String name, String mode)
    public RandomAccessFile(File file, String mode)
    //mode是指定RandomAccessFile的访问模式,如："r","rw"

RandomAccessFile提供如下方法操作文件记录指针：

seek(long pos);//将文件记录指针移动到pos位置，raf.seek(raf.length)表示追加到文件末尾

理解下缓冲思想  
字节流一次读写一个数组的速度明显比一次读写一个字节的速度快很多，这是加入了数组这样的缓冲区效果，java本身在设计的时候，也考虑到了这样的设计思想，所以提供了字节缓冲区流。  
BufferedInputStream内置了一个缓冲区(数组)，从BufferedInputStream中读取一个字节时，BufferedInputStream会一次性从文件中读取8k字节, 存在缓冲区中, 返回给程序一个，程序再次读取时, 就不用找文件了, 直接从缓冲区中获取，直到缓冲区中所有的都被使用过, 才重新从文件中读取8k个  
BufferedOutputStream也内置了一个缓冲区(数组)，程序向流中写出字节时, 不会直接写到文件, 先写到缓冲区中，直到缓冲区写满, BufferedOutputStream才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里

public class FileIOTest2 {
    	public static void main(String[] args) throws Exception {
    		FileInputStream fis = new FileInputStream("aa.txt");
    		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("bbb.txt", true);// FileOutputStream()后面加true指文件后面可追加
    
    		BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
    		// 使用装饰模式，把fis装饰进去bis中。使用缓冲读取速度变快
    		BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
    		long start = System.currentTimeMillis();
    
    		int b;
    		while ((b = bis.read()) != -1) {
    			bos.write(b);
    		}
    
    		long end = System.currentTimeMillis();
    		System.out.println(end - start);
    		bis.close();// 一定记得关闭流，养成好习惯
    		bos.close();
    	}
    }

#### NIO ####

最重要的概念:Buffer、Channel  
Buffer类似于数组概念，最重要的是ByteBuffer/CharBuffer。Buffer的静态方法allocate(int capacity)，创建一个容量为capacity的Buffer对象。Buffer中三个最重要的概念：capacity、limit、position。Buffer的主要作用就是装入数据然后输出。  
开始时，buffer的position为0，limit为capacity，随着数据的装入position向后移动，装入完成后，调用flip()方法，将limit置于position的位置，position置0，这样就为输出数据做好了准备。  
Buffer输出结束后，调用clear()方法，将position置0，limit置于capacity，完成一个轮回。每次读取数据后调用flip方法将没有数据的区域封印起来，避免程序从buffer中读取到null值。  
程序不能直接访问Channel中的数据，只能与Buffer进行交互，如果要从Channel中读数据，必须先用Buffer从Channel中读取一些数据，然后程序从Buffer中读取。反之，如果想将数据写入Channel，一样先将部分数据写入Buffer。Channel最常用的三类方法：map/read/write

### 面试题 ###

1、通过以上两个例子分析：小数组读写和buffered读写哪个更快？

定义小数组如果是8192个字节大小和Buffered比较的话，定义小数组会略胜一筹,因为读和写操作的是同一个数组，而Buffered操作的是两个数组

2、区别下flush()与close()

flush()方法： 用来刷新缓冲区的,刷新后可以再次写出

close()方法：用来关闭流释放资源的的,如果是带缓冲区的流对象的close()方法,不但会关闭流,还会再关闭流之前刷新缓冲区,关闭后不能再写出

3、能否用字符流复制文件

字符流也可以拷贝文本文件, 但不推荐使用. 因为读取时会把字节转为字符, 写出时还要把字符转回字节。不可以拷贝非纯文本的文件，在转换过程中,可能找不到对应的字符,就会用?代替

参考文章：

[http://www.cnblogs.com/biehongli/p/6074713.html][http_www.cnblogs.com_biehongli_p_6074713.html]

[http_www.cnblogs.com_biehongli_p_6074713.html]: http://www.cnblogs.com/biehongli/p/6074713.html