IO流——序列化流、缓冲流、转换流、打印流

清疚 2022-12-08 04:58 175阅读 0赞

# 1、序列化流 #

## 1.1、概述 ##

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，该字节序列包含对象的数据、对象的类型、对象中存储的属性等信息。字节序列写出文件之后，相当于文件中持久存储了一个对象的信息。  
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。

【为什么要序列化？序列化后的数据，都会以二进制的形式在网络中进行传输，通过反序列化可以在任何一个终端进行数据的还原，简单的来说就是为了数据能够更方便地在网络中进行传输】

## 1.2、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 ###

ObjectOutputStream(OutputStream out)：创建一个写入指定的OutputStream的ObjectOutputStream。

FileOutputStream fos=new FileOutputStream("e:\\c.txt");
    ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(fos);

### 序列化操作 ###

一个对象要想序列化，必须满足两个条件：

1.  该类必须实现java.io. Serializable接口，Serializable是一个标记接口，凡是实现了该接口的类的对象都可以被序列化。如果没有实现此接口，那么这个类的对象就不能被序列化或者反序列化，否则会抛出NotSerializableException。
2.  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序列化，则该属性必须注明是瞬态的，使用transient、static关键字修饰。

package com.bdit;
    
    import java.io.Serializable;
    
    public class Student implements Serializable {
        
        private int id;
        private String name;
        private int age;
        //不需要被序列化
        private transient String address;
    
        public Student(int id, String name, int age, String address) {
        
            this.id = id;
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.address = address;
        }
    
        public Student() {
        
        }
    
        public int getId() {
        
            return id;
        }
    
        public void setId(int id) {
        
            this.id = id;
        }
    
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
        
            this.name = name;
        }
    
        public int getAge() {
        
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
        
            this.age = age;
        }
    
        public String getAddress() {
        
            return address;
        }
    
        public void setAddress(String address) {
        
            this.address = address;
        }
    }

package com.bdit;
    
    import java.io.*;
    
    public class Demo1 implements Serializable {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //准备一个Student对象
            Student student=new Student(1001,"zhangsan",20,"beijing");
            try(FileOutputStream fos=new FileOutputStream("e:\\c.txt");
                ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(fos);){
        
                oos.writeObject(student);
    
            }catch (IOException ce){
        
                ce.printStackTrace();
            }
    
        }
    }

## 1.3、ObjectInputStream 类 ##

ObjectInputStream反序列化流，将序列化的对象还原。

### 构造方法 ###

ObjectInputStream(InputStream in): 创建从指定的InputStream读取的ObjectInputStream。

### 反序列化操作 ###

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

package com.bdit;
    
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.ObjectInputStream;
    
    /*
    反序列化
     */
    public class Demo2 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            try(FileInputStream fis=new FileInputStream("e:\\c.txt");
                ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(fis)){
        
    
                Student student=(Student) ois.readObject();
                System.out.println(student);
    
            }catch (IOException | ClassNotFoundException ce){
        
                ce.printStackTrace();
            }
        }
    }

当JVM反序列化对象时，抛出了一个InvalidClassException异常，发生这个异常的原因如下：

1.  该类的序列化版本号与从流中读取的类描述的版本不匹配
2.  该类包含未知数据类型

Serializable接口给需要序列化的类，提供了一个序列化版本号， 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。

# 2、缓冲流 #

能够高效读写的缓冲流，能够转换编码的转换流，能够持久化存储对象的序列化流等待。这些功能更为强大的流，都是在基本流对象基础之上创建而来的，这些功能更强大的流，相当于是对基本流对象的一种增强。

## 2.1、概述 ##

缓冲流也叫高效流，是对4个基本的FileXxx流的增强，所以也是4个流，按照数据类型划分：

1.  字节缓冲流：BufferedInputStream、BufferedOutputStream
2.  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（往内存中读写数据的速度是最快的），减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

## 2.2、字节缓冲流 ##

### 构造方法 ###

1.  public BufferedInputStream(InputStream in)：创建一个新的缓冲流输入对象
2.  public BufferedOutputStream(OutputStream out)：创建一个新的缓冲流输出对象

### 效果测试 ###

1、基本流

package com.bdit;
    
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    
    public class Demo3 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //记录开始时间
            long start=System.currentTimeMillis();
            //创建流对象
            try(
                    FileInputStream fis=new FileInputStream("d:\\jdk.exe");
                    FileOutputStream fos=new FileOutputStream("e:\\copy.exe");
                    ){
        
                //读写数据
                int b;
                while((b=fis.read())!=-1){
        
                    fos.write(b);
                }
    
            }catch (IOException ce){
        
                ce.printStackTrace();
            }
            //记录结束时间
            long end=System.currentTimeMillis();
            System.out.println("普通流复制时间花费："+(end-start)+" 毫秒");
        }
    }

2、缓冲流

package com.bdit;
    
    import java.io.*;
    public class Demo4 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //记录开始时间
            long start=System.currentTimeMillis();
            //创建流对象
            try(
                    FileInputStream fis=new FileInputStream("d:\\jdk.exe");
                    BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(fis);
                    FileOutputStream fos=new FileOutputStream("e:\\copy2.exe");
                    BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(fos);
            ){
        
                //读写数据
                int b;
                while((b=bis.read())!=-1){
        
                    bos.write(b);
                }
    
            }catch (IOException ce){
        
                ce.printStackTrace();
            }
            //记录结束时间
            long end=System.currentTimeMillis();
            System.out.println("缓冲流复制时间花费："+(end-start)+" 毫秒");
        }
    }

3、更高效的方式

package com.bdit;
    
    import java.io.*;
    
    public class Test2 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            long sta=System.currentTimeMillis();
            try(
                    BufferedInputStream in=new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:\\安装包\\2345pic_000008_v9.2.1.8477_support-silent.exe"));
                    BufferedOutputStream out=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("E:\\qud.exe"));
                    ){
        
                byte[] b=new byte[1024];
                int a=in.read(b);
                while (a!=-1){
        
                    out.write(b,0,a);
                    a=in.read(b);
                }
                long end=System.currentTimeMillis();
                System.out.println(end-sta);
                out.flush();
    
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

## 2.3、字符缓冲流 ##

### 构造方法 ###

1.  public BufferedReader(Reader in) 创建使用默认大小的输入缓冲区的缓冲字符输入流。
2.  public BufferedWriter(Writer out) 创建使用默认大小的输出缓冲区的缓冲字符输出流。

### 特有方法 ###

BufferedReader：public String readLine()：读一行文字

package com.bdit;
    
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileReader;
    import java.io.IOException;
    
    public class Test5 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            try(
                    BufferedReader re=new BufferedReader(new FileReader("E:\\test.txt"))
                    ){
        
                String a=re.readLine();//直接读取一行
                while(a!=null){
        
                    System.out.println(a);
                    a=re.readLine();
                }
            } catch (FileNotFoundException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

BufferedWriter：public void newline()：写一行行分隔符

package com.bdit;
    
    import java.io.BufferedWriter;
    import java.io.FileWriter;
    import java.io.IOException;
    
    public class Test4 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            try(
                    BufferedWriter writer=new BufferedWriter(new FileWriter("E:\\test.txt"));
                    ){
        
                writer.write("java基础");
                writer.newLine();//换行
                writer.write("北京");
                writer.flush();
                writer.close();
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

# 3、转换流 #

## 3.1、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数据，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。  
所以，当指定了编码，它所对应的字符集自然就指定了，所以编码才是我们要最终关心的。

1.  ASCII字符集：  
    1.1、 ASCII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）  
    1.2、 基本的ASCII字符集，使用7位(bites)表示一个字符，共128字符，ASCII的扩展字符集使用8位，表示一个字符，共256字符，方便之处欧洲常用字符。
2.  ISO-8859-1字符集  
    2.1、 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、意大利等  
    2.2、 ISO-8859-1使用单字节编码，兼容ASCII编码
3.  GBxxx字符集：  
    3.1、 GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集  
    3.2、 GB2312：简体中文编码表，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  
    3.3、 GBK：最常用的中文编码表，是在GB2312的基础上扩展规范，使用了双字节编码，共收录20000多个汉字，兼容GB2312  
    3.4、 GB18030:最新的中文编码表，收录汉字7万多个，采用多字节编码，每个字可以由1个，2个或4个字节组成
4.  Unicode字符集  
    4.1、 Unicode编码系统为为表达任意语言的任意字符而设计的，是业界的一种标准，也称为统一编码，标准万国码  
    4.2、 它最多使用4个字节的数字表达字母、符号、或者文字、有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF-32  
    4.3、 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输文字应用中，优先采用的编码。IETF要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码，所以我们做程序开发，也要使用UTF-8编码。编码规则：  
    ● 128个US-ASCII字符，只需要一个字节  
    ● 拉丁文字符，需要两个字节  
    ● 中文，使用三个字节编码

## 3.2、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 ###

1.  InputStreamReader(InputStream in) 创建一个使用默认字符集的InputStreamReader。
2.  InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) 创建一个使用命名字符集的InputStreamReader。

package com.bdit;
    
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStreamReader;
    
    public class Test6 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            try(
                    InputStreamReader in=new InputStreamReader(new FileInputStream("E:\\test.txt"),"utf-8");
                    ){
        
                int a=in.read();
                while(a!=-1){
        
                    System.out.print((char)a);
                    a=in.read();
                }
            } catch (FileNotFoundException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

## 3.3、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，也可以接受平台默认的字符集。

### 构造方法 ###

1.  OutputStreamWriter(OutputStream out) 创建一个使用默认字符编码的OutputStreamWriter。
2.  OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName) 创建一个使用命名字符集的OutputStreamWriter。

package com.bdit;
    
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStreamWriter;
    
    public class Test7 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            try(
                    OutputStreamWriter out=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("E:\\bdit.txt"),"UTF-8")
                    ){
        
                out.write("山东菏泽");
                out.write(100);
                out.flush();
                out.close();
            } catch (FileNotFoundException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

# 4、打印流 #

## 4.1、概念 ##

我们在控制台打印输出内容，是调用的print方法或者println方法完成的，这两个方法搜来自于java.io.PrintStream类，该类能够方便地打印各种数据类型的信息，是一种便捷的输出流。

## 4.2、PrintStream类 ##

package com.bdit;
    
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.PrintStream;
    
    public class Test8 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
           try(
                   PrintStream ps=new PrintStream("E:\\bdit.txt");
                   ){
        
               ps.write(100);
               ps.write('a');
               ps.flush();
               ps.close();
           } catch (FileNotFoundException e) {
        
               e.printStackTrace();
           }
        }
    }