Java之IO流学习总结【上】

一、什么是流？

流就是字节序列的抽象概念，能被连续读取数据的数据源和能被连续写入数据的接收端就是流，流机制是Java及C++中的一个重要机制，通过流我们可以自由地控制文件、内存、IO设备等数据的流向。而IO流就是用于处理设备上的数据，如：硬盘、内存、键盘录入等。IO流根据处理类型的不同可分为字节流和字符流，根据流向的不同可分为输入流和输出流。

二、字节流和字符流的区别：

字符流，因为文件编码的不同，就有了对字符进行高效操作的字符流对象，它的原理就是基于字节流读取字节时去查了指定的码表。它和字节流的区别有两点：1.在读取数据的时候，字节流读到一个字节就返回一个字节，字符流使用了字节流读到一个或多个字节（一个中文对应的字节数是两个，在UTF-8码表中是3个字节）时，先去查指定的编码表，再将查到的字符返回；2.字节流可以处理所有类型的数据，如jpg、avi、mp3、wav等等，而字符流只能处理字符数据。所以可以根据处理的文件不同考虑使用字节流还是字符流，如果是纯文本数据可以优先考虑字符流，否则使用字节流。

三、IO体系，所具备的基本功能就是读和写：

1.字符流

|-- Reader（读）

|-- Writer（写）

Reader

|--InputStreamReader

|--FileReader：用于处理文件的字符读取流对象

Writer

|--OutputStreamWriter

|--FileWriter：用于处理文件的字符写入流对象

其实很容易就可以看出来，IO体系中的子类名后缀绝大部分是父类名称，而前缀则是体现子类特有功能的名称。

Reader中常见的方法：

|--int read()

读取一个字符，并返回读到的这个字符，读到流的末尾则返回-1。

|--int read(char[])

将读到的字符存入指定的数组中，返回的是读到的字符个数，读到流的末尾则返回-1。

|--close()

进行资源的释放。

FileReader除了自己的构造函数外没有特有的方法：

|--用于读取文本文件的流对象。

|--用于关联文本文件。

|--构造函数FileReader(String fileName)

在读取流对象初始化时，必须要指定一个被读取的文件，

如果该文件不存在则会发生FileNotFoundException异常。

Writer中常见的方法：

|--write()

将一个字符写入到流中。

|--write(char[])

将一个字符数组写入到流中。

|--writer(String)

将一个字符写入到流中。

|--flush()

刷新流，将流中的数据刷新到目的地中，流还存在。

|--close()

关闭资源，在关闭钱会先调用flush()， 刷新流中的数据到目的地。

FileWriter，除了自己的构造函数外没有特有的方法：

|--该类的特点

|--用于处理文本文件

|--没有默认的编码表

|--有临时缓冲

|--构造函数，在写入流对象初始化时，必须要有一个存储数据的目的地。

|--FileWriter(String fileName)，该构造器是干什么用的呢？

|--调用系统资源

|--在指定位置创建一个文件，如果该文件已经存在则被覆盖。

|--FileWriter(String filename,Boolean append)，这构造器的作用是？

当传入的boolean类型的值为true时，会在指定文件末尾处进行数据的续写。

清单1，将文本数据保存到文件中代码

private static void test1(){ 
 
    FileWriter fw=null; 
 
    try { 
 
        //初始化FileWriter对象，指定文件名已经存储路径 
 
        fw=new FileWriter("D:/test.txt"); 
 
        fw.write("将字符串写入流"); 
 
        //将流中的数据刷新到目的地，流还在 
 
        fw.flush(); 
 
        fw.write("将字符串写入流"); 
 
    } catch (IOException e) { 
 
        e.printStackTrace(); 
 
    }finally{ 
 
        if(fw!=null){ 
 
            try { 
 
                fw.close(); 
 
            } catch (IOException e1) { 
 
                e1.printStackTrace(); 
 
            } 
 
        } 
 
    } 
 
} 

清单2，读取一个已有文本文件，并将文本内容打印出来代码

private static void test2(){ 
 
    FileReader fr=null; 
 
    try { 
 
        //初始化FileReader对象，指定文件路径 
 
        fr=new FileReader("D:/test.txt"); 
 
        int ch=0; 
 
        while((ch=fr.read())!=-1){ 
 
            //每次读取一个字符，直到读到末尾-1为止 
 
            System.out.println((char)ch); 
 
        } 
 
    } catch (IOException e) { 
 
        e.printStackTrace(); 
 
    }finally{ 
 
        if(fr!=null){ 
 
            try { 
 
                fr.close(); 
 
            } catch (IOException e1) { 
 
                e1.printStackTrace(); 
 
            } 
 
        }
    } 
 
} 

这样每读到一个字符就打印出来，效率很不高，能不能按指定大小读取完后再打印出来呢？答案是当然可以的。

清单3，读取一个已有文本文件，读完1kb再将其读到的内容打印出来代码

private static void test3(){ 
 
    FileReader fr=null; 
 
    try { 
 
        //初始化FileReader对象，指定文件路径 
 
        fr=new FileReader("D:/test.txt"); 
 
        char[] buf=new char[1024]; 
 
        int len=0; 
 
        while((len=fr.read(buf))!=-1){ 
 
            //每次读取1kb大小的字符，直到读到末尾-1为止 
 
            System.out.println(new String(buf,0,len)); 
 
        } 
 
    } catch (IOException e) { 
 
        e.printStackTrace(); 
 
    }finally{ 
 
        if(fr!=null){ 
 
            try { 
 
                fr.close(); 
 
            } catch (IOException e1) { 
 
                e1.printStackTrace(); 
 
            }     
 
        } 
 
    }
}  

字符流的缓冲区：

|--缓冲区的出现提高了对流的操作效率。

原理：其实就是将数组进行封装。

|--对应的对象

|--BufferedWriter

特有方法newLine()，跨平台的换行符。

|--BufferedReader

特有方法readLine()，一次读一行，到行标记时，将行标记

之前的字符数据作为字符串返回，读到末尾返回null。

|--说明

在使用缓冲区对象时，要明确，缓冲的存在是为了增强流

的功能而存在，所以在建立缓冲区对象时，要先有流对象

存在。其实缓冲区内部就是在使用流对象的方法，只不过

加入了数组对数据进行了临时存储，为了提高操作数据的

效率。

|--代码上的体现

|--写入缓冲区对象

根据前面所说的建立缓冲区时要先有流对象，并将其作为参数传递给缓冲区的构造函数

BufferedWriter bufw=new BufferedWriter(new FileWriter(“test.txt”));
 
bufw.write(“将数据写入缓冲区”);
 
bufw.flush();//将缓冲区的数据刷新到目的地
 
bufw.close();//其实关闭的是被包装在内部的流对象

|--读取缓冲区对象

BufferedReader bufr=new BufferedReader(new FileReader(“test.txt”));
 
String line=null;
 
while((line=bufr.readLine())!=null){
 
//每次读取一行，取出的数据不包含回车符
 
system.out.println(line);
 
}
 
bufr.close();

清单4，使用缓冲区对文本文件进行拷贝代码

private static void test4(){ 
 
    BufferedReader bufr=null; 
 
    BufferedWriter bufw=null; 
 
    try { 
 
        bufr=new BufferedReader(new FileReader("D:/a.txt")); 
 
        bufw=new BufferedWriter(new FileWriter("D:/b.txt")); 
 
        String line=null; 
 
        while((line=bufr.readLine())!=null){ 
 
            bufw.write(line);//每次将一行写入缓冲区 
 
            bufw.flush();//刷新到目的地 
 
        } 
 
    } catch (IOException e) { 
 
        e.printStackTrace(); 
 
    }finally{ 
 
        try { 
 
            if(bufw!=null){ 
 
                bufw.close(); 
 
            } 
 
            if(bufr!=null){ 
 
                bufr.close(); 
 
            } 
 
        } catch (IOException e1) { 
 
            e1.printStackTrace(); 
 
        } 
 
    } 
 
}
 

仔细看可以发现，程序里面的FileReader对象和FileWriter对象直接new出来且没有调用close()，因为缓冲对象调用了这两个方法，前面说了，缓冲对象调用的flush()和close()其实就是关闭被包装在其内部的流对象。关闭流的先后顺序也要注意，如果流之间有依赖关系，则被依赖的流要后关闭。readLine()方法原理：其实缓冲区中的该方法，用的还是与缓冲区关联的流对象的read方法，只不过，每一次读到一个字符先不进行具体操作，先进行临时存储，当读到回车标记时，将临时容器中存储的数据一次性返回。我们可以根据这个原理来自己编写一个缓冲区对象。

清单5，编写一个自己的bufferedreader代码

public class MyBufferedReader { 
 
    private Reader reader; 
 
    public MyBufferedReader(Reader reader){ 
 
        this.reader=reader; 
 
    } 
 
    public String readLine() throws IOException{ 
 
        StringBuilder sb=new StringBuilder(); 
 
        int ch=0; 
 
        while((ch=reader.read())!=-1){ 
 
            if(ch=='\r'){//空格则继续 
 
                continue; 
 
            }else if(ch=='\n'){//每次返回一行 
 
                return sb.toString(); 
 
            }else{ 
 
                sb.append((char)ch); 
 
            } 
 
        } 
 
        return sb.toString();
    }
    public void close() throws IOException{ 
 
        //缓冲对象的关闭方法其实就是调用流本身的close() 
 
        reader.close(); 
 
    } 
 
} 

测试时把清单4的BufferedReader对象替换成MyBufferedReader对象即可。

清单6，测试mybufferedreader代码

private static void test4(){ 
 
    MyBufferedReader bufr=null; 
 
    BufferedWriter bufw=null; 
 
    try { 
 
        bufr=new MyBufferedReader(new FileReader("D:/a.txt")); 
 
        bufw=new BufferedWriter(new FileWriter("D:/b.txt")); 
 
        String line=null; 
 
        while((line=bufr.readLine())!=null){ 
 
            bufw.write(line);//每次将一行写入缓冲区 
 
            bufw.flush();//刷新到目的地 
 
        } 
 
    } catch (IOException e) { 
 
        e.printStackTrace(); 
 
    }finally{ 
 
        try { 
 
            if(bufw!=null){ 
 
                bufw.close(); 
 
            } 
 
            if(bufr!=null){ 
 
                bufr.close(); 
 
            } 
 
        } catch (IOException e1) { 
 
            e1.printStackTrace(); 
 
        } 
 
    } 
 
} 

其实我们自己写的这个缓存对象就是对Reader对象进行了功能的增强，Reader对象每次只能返回一个字符，而增强了功能之后该类就可以每次返回一行字符，也就是设计模式中所说的装饰模式