Java IO：面向流同步堵塞式IO（BIO）

Posted 2020-09-14 ljbguanli

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备注：阅读此文之前，建议先看我这篇博文了解堵塞式IO和非堵塞式IO的基本概念。

JAVA BIO是面向流（字节流、字符流）的，即从流中一次读取一个或者多个字节，读取和写入时都须要同步堵塞直至完毕。

一、流(Stream)

1、字节流

输入（InputStream）

介质流
FileInputStream		从文件里读取信息
PipedInputStream		产生用于写入相关PipedOutputStream的数据，实现“管道化”概念
ByteArrayInputStream		同意将内存缓冲区当做InputStream使用
处理流
SequenceInputStream		将两个或多个InputStream转换为单个InputStream
ObjectInputStream		对象输入流
FilterInputStream子类
	BufferedInputStream	防止每次读取时都进行实际写操作。代表“使用缓冲区”
	DataInputStream	与DataOutputStream配合使用，能够依照可移植的方式从流读取基本数据类型(int、char、long等)
	LineNumberInputStream
	PushbackInputStream

 

输出（OutputStream）

介质流
FileOutputStream		用于将信息写至文件
PipedOutputStream		不论什么写入当中的信息都会自己主动作为相关PipedInputStream的输出，实现“管道化”概念
ByteArrayOutputStream		在内存中创建缓冲区，全部送往“流”的数据都放置在此缓冲区
处理流
ObjectOutputStream		对象输出流
FilterOutputStream子类
	BufferedOutputStream	避免每次发送数据时都要进行实际的写操作，代表“使用缓冲区”
	DataOutputStream	与DataInputStream配合使用，依照可移植的方式向流中写入基本类型数据（int、char、long等）
	PrintStream	用于产生格式化输出，DataOutputStream处理数据的存储，PrintStream处理显示

2、字符流

输入（Reader）

介质流
FileReader	FileInputStream的相应
CharArrayReader	ByteArrayInputStream的相应
PipedReader	PipedInputStream的相应
处理流
BufferedReader	BufferedInputStream的相应
InputStreamReader	用于将InputStream转换为Reader

 

输出（Writer）

介质流
FileWriter	FileOuputStream的相应
CharArrayWriter	ByteArrayOutputStream的相应
PipedWriter	PipedOutputStream的相应
处理流
BufferedWriter	BufferedOutputStream的相应
OutputStreamWriter	用于将OutputStream转换为Writer

 

字节流与字符流：

（1）读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位。字符流以字符为单位。依据码表映射字符，一次可能读多个字节。

（2）处理对象不同：字节流能处理全部类型的数据（如图片、avi等）。而字符流仅仅能处理字符类型的数据。

（3）字节流在操作的时候本身是不会用到缓冲区的，是文件本身的直接操作的。而字符流在操作的时候下后是会用到缓冲区的。是通过缓冲区来操作流。比方用两种方式分别写文件，可是写完之后不关闭流，最后你能够发现字节流写的文件有内容、而字符流没有。

（4）设计Reader/Writer继承层次主要是为了国际化。字节流仅支持8位的读写。不能非常优点理16位的Unicode字符。java本身的char是16位的，加入字符流就是为了在全部IO操作中都支持Unicode。

建议：

在处理字符、尤其是中文文本时优先选择字符流！

在处理其他格式如图片、音频等文件时仅仅能採用字节流！

由此基本能够觉得，能用字符流就用，一旦无法满足需求，再考虑字节流！

！

！

 

装饰器设计模式(Decorator)：

上面的流中，字节流和字符流各自内部的“处理流”能够包装其他“处理流”和“介质流”。而InputStreamReader和OutputStreamWriter能够包装字节流，提供了字节流到字符流的转换功能。

二、输入输出(IO)

1、文件IO

字节流：

public static void main(String[] args)throws IOException {
      String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
      File f=new File(fileName);
      InputStream in=new FileInputStream(f);
      byte[] b=new byte[1024];
      int count =0;
      int temp=0;
      while((temp=in.read())!=(-1)){
          b[count++]=(byte)temp;
      }
      in.close();
      System.out.println(new String(b));
    }

字符流：

public static void main(String[] args)throws IOException {
      String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
      File f=new File(fileName);
      char[] ch=new char[100];
      Reader read=new FileReader(f);
      int temp=0;
       int count=0;
      while((temp=read.read())!=(-1)){
          ch[count++]=(char)temp;
      }
      read.close();
      System.out.println("内容为"+new String(ch,0,count));
    }

2、内存IO

public static void main(Stringargs[])throws IOException {
         Stringstr = “Hello,jiyiqin”;
ByteArrayInputStreambInput = new ByteArrayInputStream(str.getBytes());
System.out.println("Convertingcharacters to Upper case " );
for(int y = 0 ;y < 1; y++ ) {
while(( c= bInput.read())!= -1) {
System.out.println(Character.toUpperCase((char)c));
}
bInput.reset();
}
}

3、管道IO

import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PipedInputStream;
import java.io.PipedOutputStream;
 
public class PipedInputStreamTest {
   public static void main(String args[]) {
       PipedInputStream input = new PipedInputStream();
       PipedOutputStream output = new PipedOutputStream();
       try {
           output.connect(input);
           new Thread(new OutputstreamRunnable(output)).start();
           new Thread(new InputstreamRunnable(input)).start();
       } catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}
 
//输出管道流线程
class OutputstreamRunnable implementsRunnable {
   private OutputStream out;
   public OutputstreamRunnable(OutputStream output) {
       this.out = output;
    }
   @Override
   public void run() {
       String str = "hello pipe";
       try {
           out.write(str.getBytes());
           out.flush();
           out.close();
       } catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}
 
//输入管道流线程
class InputstreamRunnable implementsRunnable {
   private InputStream in;
   public InputstreamRunnable(InputStream in) {
       this.in = in;
    }
   @Override
   public void run() {
       byte[] bs = new byte[1024];
       int len = -1;
       try {
           if ((len = in.read(bs)) != -1) {
                System.out.println(newString(bs, 0, len));
           }
       } catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}

4、网络IO

即常说的Java套接字(Socket)编程，这是堵塞式的Java网络IO。

服务端代码

public class Server {     
   public static void main(String args[]) throws IOException { 
      int port = 8888; 
      ServerSocket server = new ServerSocket(port); 
      Socket socket = server.accept(); 
      Reader reader = new InputStreamReader(socket.getInputStream());  
      char chars[] = new char[64];  
      int len;  
      StringBuilder sb = new StringBuilder();  
      while ((len=reader.read(chars)) != -1) {  
         sb.append(new String(chars, 0, len));  
      }  
      System.out.println("from client: " + sb);  
      reader.close();  
      socket.close();  
      server.close();  
   }  
}  

 客户端代码

public class Client {     
   public static void main(String args[]) throws Exception { 
      String host = "127.0.0.1";
      int port = 8888;
      Socket client = new Socket(host, port);
      Writer writer = new OutputStreamWriter(client.getOutputStream());  
      writer.write("Hello Server.");  
      writer.flush();
      writer.close();  
      client.close();  
   }  
}