IO流汇总

Posted 2021-05-20 好多个码农

一.Java IO输入输出流
1.什么是IO

    IO:Input/Output，输入/输出流
    作用：通过IO流可以完成硬盘文件的读写操作

 

 2.io流的分类

    按传输流的方向分为：输入流和输出流

    按传输流的数据格式分为：字节流（stream）和字符流（reader/writer）

 

 输入输出流

    输入（Input）：也就是从外部文件中获取数据(即读取外部数据)

    输出（Output）：也就是把内存中的文件保存到硬盘上（即把数据写到电脑中）

 

字节字符流

    字节流：一次传送一个字节byte（即一次传送8个二进制位）
                  注意：它是一个万能流，什么数据都可以传输，如：视频、文本、语音、图片（以Stream结尾的类都是字节流）

    字符流：以字符为单位进行数据的传输，一次传输一个字符
                 注意：它只能传输普通的文本信息，不能读取非文本信息（以Reader/Writer结尾的类都是字符流）

例如：一个文件的内容为：abc你好

一个字母占用1个字节，汉字占用两个字节

用字节流的方式读取的话，第一次会读取到97（a对应的字节码），第二次读取到98（b对应的字节码），第三次是99（c），第四次...

用字符流的方式读取的话，第一次会读取到’a’,第二次会读取到’b’,第三次是’c’，第四次是’你’，第五次是’好’（一个汉字也是一个字符）

3.File类

    它也是java.io下的一个类，file是文件的意思，也就是一个文件类，它里面就是包括一下文件的基本方法，文件的基本属性

    首先了解什么是相对路径和绝对路径
    相对路径：就是相对于当前文件来说的，例如你在IDEA的一个项目里创建了一个temp文件，那你路径名就可以直接写成temp，这就是相对路径
    绝对路径，是在哪里都可以用这个路径，这个路径指的就是在电脑硬盘里真正的路径，如：D:\\java\\lib\\fonts就是绝对路径

File文件其实就是文件和目录路径名的抽象表示形式

           1）public boolean exists( ) 判断文件或目录是否存在
           2）public boolean isFile( ) 判断是文件还是目录
           3）public boolean isDirectory( ) 判断是文件还是目录
           4）public String getName( ) 返回文件名或目录名
           5）public String getPath( ) 返回文件或目录的路径。
           6）public long length( ) 获取文件的长度
           7）public String[ ] list ( ) 将目录中所有文件名保存在字符串数组中返回。
           File类中还定义了一些对文件或目录进行管理、操作的方法，常用的方法有：
           1） public boolean renameTo( File newFile );    重命名文件
           2） public void delete( );   删除文件
           3）  public boolean mkdir( ); 创建目录

常用类

字节流

字节输入流InputStream主要方法：

        read() ：从此输入流中读取一个数据字节。
        read(byte[] b) ：从此输入流中将最多 b.length 个字节的数据读入一个 byte 数组中。
        read(byte[] b, int off, int len) ：从此输入流中将最多 len 个字节的数据读入一个 byte 数组中。
        close()：关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

字节输出流OutputStream主要方法：

        write(byte[] b) ：将 b.length 个字节从指定 byte 数组写入此文件输出流中。
        write(byte[] b, int off, int len) ：将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此文件输出流。
        write(int b) ：将指定字节写入此文件输出流。
        close() ：关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

 

字符流

字符输入流Reader主要方法：

        read()：读取单个字符。
        read(char[] cbuf) ：将字符读入数组。
        read(char[] cbuf, int off, int len) ： 将字符读入数组的某一部分。
        read(CharBuffer target) ：试图将字符读入指定的字符缓冲区。
        flush() ：刷新该流的缓冲。
        close() ：关闭此流，但要先刷新它。

字符输出流Writer主要方法：

        write(char[] cbuf) ：写入字符数组。
        write(char[] cbuf, int off, int len) ：写入字符数组的某一部分。
        write(int c) ：写入单个字符。
        write(String str) ：写入字符串。
        write(String str, int off, int len) ：写入字符串的某一部分。
        flush() ：刷新该流的缓冲。
        close() ：关闭此流，但要先刷新它。

 

 
文件流

    java.io.FileInputStream：文件字节输入流
    java.io.FileOutputStream：文件字节输出流
    java.io.FileReader：文件字符输入流
    java.io.FileWriter：文件字符输出流

FileInputStream：文件字节输入流

    FileInputStream是一个万能流，可以读取任意文件的数据，首先要定义一个文件字节输入流对象，把要读取的文件地址传进去，然后调用read()方法来进行字节的读取，read()方法返回的是一个int型的字节码数，当读完数据的时候回返回-1；我们也可以让它一下读取一个bye数组，读取的字节长度是byte[].length个字节，read(byte [])方法返回的是读取了几个字节，读取的字节码存储在byte[]数组中，读完数据压缩会返回-1，读取的时候建议采用循环来读取，最后不要忘记关闭流

 FileOutputStream：文件字节输出流

    首先创建一个 FileOutputStream字节输出流对象，将写入文件的地址信息传进去，如果文件不存在系统会自动新建，调用write()方法开始写，参数为要写入数据的字节码数，一次只能写一个；也可以一下写一个byte[]数组，调用read(byte[])方法；要写入字符串的时候可以调用getBytes()方法将字符串转化为byte[]数组，输出流最后要记得刷新flush()一下，清空要写入的数据以防止数据丢失，记得还要close()关闭一下。
     

FileReader：文件字符输入流

     FileReader是一个纯文本的输入流，只能进行文本文件的读入，输入时，首先创建一个文件字符输入对象，把要读的文件地址放进去，调用read()方法开始读，它一次读取一个字符，返回的是int型的字符编码，读到最后无数据会返回-1,；也可以一下读取一个char[]数组，读取的长度为char[].length个长度，调用read(char[])开始读，返回的是读取了几个字符，读到最后也是返回-1，可以利用String的一个构造器String(char value[], int offset, int count)来进行char[]与String的转换，最后不要忘记关闭流

 FileWriter：文件字符输出流

    FileWriter是文件字符输出流，首先创建一个文件字符输出流对象，传入要写入的文件地址，调用write()方法，可以一次一个字符的形式写入，参数为字符码；也调用write(String str, int off, int len)这个方法，传进去一个String字符串；或者一次写一个char[]数组，长度为char[].length个字符，想要换行的时候可以调用write(String str)方法–>即writer("\\n")以换行，最后记得刷新flush()+关闭close()

 

 缓冲流

        当一个流的构造器中需要一个流时，被传进来的这个流叫做节点流
        外部负责包装的这个流称为包装流，又叫处理流
        Java缓冲流本身并不具有IO流的读取与写入功能，只是在别的流(节点流或其他处理流)上加上缓冲功能提高效率就像是把别的流包装起来一样，缓冲流是一种处理流(包装流)

当对文件或者其他数据源进行频繁的读写操作时，效率比较低，这时如果使用缓冲流就能够更高效的读写信息。
BufferedInputStream带缓冲的字节输入流

    BufferedInputStream是一个缓冲字节输入流，其实跟普通的字节输入流的方法差不多，因为它也实现了InputStream接口，有着同样的方法，那为什么会出现这种缓冲流呢，因为普通的输入流它与其他数据源进行频繁的读写操作时，效率较低，使用缓冲流的话就能够更高效的读写信息

 BufferedOutputStream带缓冲的字节输出流

    BufferedOutputStream是带缓冲的字节输出流，在我们使用的时候感觉跟普通的输出流差不多，其实他的底层是为我们知道创建了一个缓冲区，我们在想文件中写入数据的时候，数据会被先存放在缓冲区，等缓冲区满的时候，它会将缓冲区的数据一下子传输到输出流中，避免了一个字节一个字节地频繁与底层交互，提高了效率。

 BufferedReader带缓冲的字符输入流

    BufferedReader是带缓存的字符缓存输入流，比普通的输入流多了一个readLine()方法，一下读取一行数据，显然比普通的效率要更快

 BufferedWriter带缓冲的字符输出流

    BufferedWriter是带缓冲区的字符输出流，写入数据的时候更加的方便，它提供了 write(String str)的方法，可以直接写入一个字符串，还有newLine()方法写入一个换行符，当然也可以用write("\\n")，还有write(char cbuf[])方法写入一个char[]数组，底层也是有一个缓冲区来存放将要写入数据

字符缓冲流两个独特的方法：

        BufferedWriter类newLine() ：写入一个行分隔符。这个方法会自动适配所在系统的行分隔符。
        BufferedReader类readLine() ：读取一个文本行。

 
转换流

    它用于字节流转为字符流，eg：在缓冲流中，一个字节输出流想要用Writer字符流，这就可以用到我们的转换流
    注意：字符流不能转为字节流（万能字节流才可以转换）

 InputStreamReader实现了字节输入流（InputStream）向字符输入流（Reader）的转变

OutputStreamWriter实现了字节输出流（OutputStream）向字符输出流（Writer）的转变

 

 

输入输出流是相对于内存而言的！

 

2、Java IO总结

（1）明确源和目的。
数据source：就是需要读取，可以使用两个体系：InputStream、Reader；
数据destination：就是需要写入，可以使用两个体系：OutputStream、Writer；

（2）操作的数据是否是纯文本数据？

   如果是：
           数据source：Reader
           数据destination：Writer
   如果不是：
           数据source：InputStream
           数据destination：OutputStream

（3）Java IO体系中有太多的对象，到底用哪个呢？
明确操作的数据设备。
数据source对应的设备：硬盘(File)，内存(数组)，键盘(System.in)
数据destination对应的设备：硬盘(File)，内存(数组)，控制台(System.out)。

记住，只要一读取键盘录入，就用这句话。
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

1、面试题汇总

（1）java中有几种类型的流？

字符流和字节流。字节流继承inputStream和OutputStream,字符流继承自InputSteamReader和OutputStreamWriter。
（2）谈谈Java IO里面的常见类，字节流，字符流、接口、实现类、方法阻塞

答：输入流就是从外部文件输入到内存，输出流主要是从内存输出到文件。
IO里面常见的类，第一印象就只知道IO流中有很多类，IO流主要分为字符流和字节流。字符流中有抽象类InputStream和OutputStream，它们的子类FileInputStream，FileOutputStream,BufferedOutputStream等。字符流BufferedReader和Writer等。都实现了Closeable, Flushable, Appendable这些接口。程序中的输入输出都是以流的形式保存的，流中保存的实际上全都是字节文件。
java中的阻塞式方法是指在程序调用改方法时，必须等待输入数据可用或者检测到输入结束或者抛出异常，否则程序会一直停留在该语句上，不会执行下面的语句。比如read()和readLine()方法。
（3）字符流和字节流有什么区别？

要把一片二进制数据数据逐一输出到某个设备中，或者从某个设备中逐一读取一片二进制数据，不管输入输出设备是什么，我们要用统一的方式来完成这些操作，用一种抽象的方式进行描述，这个抽象描述方式起名为IO流，对应的抽象类为OutputStream和InputStream ，不同的实现类就代表不同的输入和输出设备，它们都是针对字节进行操作的。

在应用中，经常要完全是字符的一段文本输出去或读进来，用字节流可以吗？
计算机中的一切最终都是二进制的字节形式存在。对于“中国”这些字符，首先要得到其对应的字节，然后将字节写入到输出流。读取时，首先读到的是字节，可是我们要把它显示为字符，我们需要将字节转换成字符。由于这样的需求很广泛，人家专门提供了字符流的包装类。

底层设备永远只接受字节数据，有时候要写字符串到底层设备，需要将字符串转成字节再进行写入。字符流是字节流的包装，字符流则是直接接受字符串，它内部将串转成字节，再写入底层设备，这为我们向IO设别写入或读取字符串提供了一点点方便。
（4）讲讲NIO

答：看了一些文章，传统的IO流是阻塞式的，会一直监听一个ServerSocket，在调用read等方法时，他会一直等到数据到来或者缓冲区已满时才返回。调用accept也是一直阻塞到有客户端连接才会返回。每个客户端连接过来后，服务端都会启动一个线程去处理该客户端的请求。并且多线程处理多个连接。每个线程拥有自己的栈空间并且占用一些 CPU 时间。每个线程遇到外部未准备好的时候，都会阻塞掉。阻塞的结果就是会带来大量的进程上下文切换。
对于NIO，它是非阻塞式，核心类：
1.Buffer为所有的原始类型提供 (Buffer)缓存支持。
2.Charset字符集编码解码解决方案
3.Channel一个新的原始 I/O抽象，用于读写Buffer类型，通道可以认为是一种连接，可以是到特定设备，程序或者是网络的连接。