怎么理解JAVA IO流

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一、流的概念與作用

流是一組有順序的，有起點(diǎn)和終點(diǎn)的字節(jié)集合，是對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偡Q或抽象。即數(shù)據(jù)在兩設(shè)備間的傳輸稱為流，流的本質(zhì)是數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸特性將流抽象為各種類，方便更直觀的進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。  

二、流的分類

1.字符流和字節(jié)流（處理數(shù)據(jù)類型劃分）
字符流的由來： 因?yàn)閿?shù)據(jù)編碼的不同，而有了對(duì)字符進(jìn)行高效操作的流對(duì)象。本質(zhì)其實(shí)就是基于字節(jié)流讀取時(shí)，去查了指定的碼表。
2. 輸入流和輸出流（數(shù)據(jù)流向劃分）
對(duì)輸入流只能進(jìn)行讀操作，對(duì)輸出流只能進(jìn)行寫操作，程序中需要根據(jù)待傳輸數(shù)據(jù)的不同特性而使用不同的流。  

三、字符流與字節(jié)流的區(qū)別

1. 讀寫單位不同：字節(jié)流以字節(jié)（8bit）為單位，字符流以字符為單位，根據(jù)碼表映射字符，一次可能讀多個(gè)字節(jié)。
2. 處理對(duì)象不同：字節(jié)流能處理所有類型的數(shù)據(jù)（如圖片、avi等），而字符流只能處理字符類型的數(shù)據(jù)。
3. 字節(jié)流在操作的時(shí)候本身是不會(huì)用到緩沖區(qū)的，是文件本身的直接操作的；而字符流在操作的時(shí)候下后是會(huì)用到緩沖區(qū)的，是通過緩沖區(qū)來操作文件，我們將在下面驗(yàn)證這一點(diǎn)。

總結(jié)：優(yōu)先選用字節(jié)流。首先因?yàn)橛脖P上的所有文件都是以字節(jié)的形式進(jìn)行傳輸或者保存的，包括圖片等內(nèi)容。但是字符只是在內(nèi)存中才會(huì)形成的，所以在開發(fā)中，字節(jié)流使用廣泛。

四、Java流類圖結(jié)構(gòu)

五、JAVA IO流對(duì)象

1. 輸入字節(jié)流InputStream

定義及結(jié)構(gòu)說明：

InputStream 是所有的輸入字節(jié)流的父類，它是一個(gè)抽象類。

ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三種基本的介質(zhì)流，它們分別從Byte 數(shù)組、StringBuffer、和本地文件中讀取數(shù)據(jù)。PipedInputStream 是從與其它線程共用的管道中讀取數(shù)據(jù)，與Piped 相關(guān)的知識(shí)后續(xù)單獨(dú)介紹。

ObjectInputStream 和所有FilterInputStream的子類都是裝飾流（裝飾器模式的主角）。意思是FileInputStream類可以通過一個(gè)String路徑名創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，F(xiàn)ileInputStream(String name)。而DataInputStream必須裝飾一個(gè)類才能返回一個(gè)對(duì)象，DataInputStream(InputStream in)。

2. 輸出字節(jié)流OutputStream

定義及結(jié)構(gòu)說明：

IO 中輸出字節(jié)流的繼承圖可見上圖，可以看出：

OutputStream 是所有的輸出字節(jié)流的父類，它是一個(gè)抽象類。

ByteArrayOutputStream、FileOutputStream是兩種基本的介質(zhì)流，它們分別向Byte 數(shù)組、和本地文件中寫入數(shù)據(jù)。PipedOutputStream 是向與其它線程共用的管道中寫入數(shù)據(jù)，

ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream的子類都是裝飾流。

3. 字符輸入流Reader

定義及說明：

在上面的繼承關(guān)系圖中可以看出：

Reader 是所有的輸入字符流的父類，它是一個(gè)抽象類。

CharReader、StringReader是兩種基本的介質(zhì)流，它們分別將Char 數(shù)組、String中讀取數(shù)據(jù)。PipedReader 是從與其它線程共用的管道中讀取數(shù)據(jù)。

BufferedReader 很明顯就是一個(gè)裝飾器，它和其子類負(fù)責(zé)裝飾其它Reader 對(duì)象。

FilterReader 是所有自定義具體裝飾流的父類，其子類PushbackReader 對(duì)Reader 對(duì)象進(jìn)行裝飾，會(huì)增加一個(gè)行號(hào)。

InputStreamReader 是一個(gè)連接字節(jié)流和字符流的橋梁，它將字節(jié)流轉(zhuǎn)變?yōu)樽址?。FileReader可以說是一個(gè)達(dá)到此功能、常用的工具類，在其源代碼中明顯使用了將FileInputStream 轉(zhuǎn)變?yōu)镽eader 的方法。我們可以從這個(gè)類中得到一定的技巧。Reader 中各個(gè)類的用途和使用方法基本和InputStream 中的類使用一致。后面會(huì)有Reader 與InputStream 的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4. 字符輸出流Writer

定義及說明：

在上面的關(guān)系圖中可以看出：

Writer 是所有的輸出字符流的父類，它是一個(gè)抽象類。

CharArrayWriter、StringWriter 是兩種基本的介質(zhì)流，它們分別向Char 數(shù)組、String 中寫入數(shù)據(jù)。

PipedWriter 是向與其它線程共用的管道中寫入數(shù)據(jù)，

BufferedWriter 是一個(gè)裝飾器為Writer 提供緩沖功能。

PrintWriter 和PrintStream 極其類似，功能和使用也非常相似。

OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 轉(zhuǎn)換的橋梁，它的子類FileWriter 其實(shí)就是一個(gè)實(shí)現(xiàn)此功能的具體類（具體可以研究一SourceCode）。功能和使用和OutputStream 極其類似，后面會(huì)有它們的對(duì)應(yīng)圖。

六、特殊的輸入流類分析

1.  LineNumberInputStream

主要完成從流中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)得到相應(yīng)的行號(hào)，至于什么時(shí)候分行、在哪里分行是由改類主動(dòng)確定的，并不是在原始中有這樣一個(gè)行號(hào)。在輸出部分沒有對(duì)應(yīng)的部分，我們完全可以自己建立一個(gè)LineNumberOutputStream，在最初寫入時(shí)會(huì)有一個(gè)基準(zhǔn)的行號(hào)，以后每次遇到換行時(shí)會(huì)在下一行添加一個(gè)行號(hào)。

2. PushbackInputStream

其功能是查看最后一個(gè)字節(jié)，不滿意就放入緩沖區(qū)。主要用在編譯器的語法、詞法分析部分。輸出部分的BufferedOutputStream 幾乎實(shí)現(xiàn)相近的功能。

3. StringBufferInputStream

已經(jīng)被Deprecated，本身就不應(yīng)該出現(xiàn)在InputStream部分，主要因?yàn)镾tring 應(yīng)該屬于字符流的范圍。已經(jīng)被廢棄了，當(dāng)然輸出部分也沒有必要需要它了！還允許它存在只是為了保持版本的向下兼容而已。

4. SequenceInputStream

可以認(rèn)為是一個(gè)工具類，將兩個(gè)或者多個(gè)輸入流當(dāng)成一個(gè)輸入流依次讀取。

5. PrintStream

也可以認(rèn)為是一個(gè)輔助工具。主要可以向其他輸出流，或者FileInputStream 寫入數(shù)據(jù)，本身內(nèi)部實(shí)現(xiàn)還是帶緩沖的。本質(zhì)上是對(duì)其它流的綜合運(yùn)用的一個(gè)工具而已。

七、字符流與字節(jié)流轉(zhuǎn)換

1. 轉(zhuǎn)換流的特點(diǎn)：

（1）其是字符流和字節(jié)流之間的橋梁

（2）可對(duì)讀取到的字節(jié)數(shù)據(jù)經(jīng)過指定編碼轉(zhuǎn)換成字符

（3）可對(duì)讀取到的字符數(shù)據(jù)經(jīng)過指定編碼轉(zhuǎn)換成字節(jié)

2. 何時(shí)使用轉(zhuǎn)換流？

當(dāng)字節(jié)和字符之間有轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)；

流操作的數(shù)據(jù)需要編碼或解碼時(shí)。

3. 具體的對(duì)象體現(xiàn)：

InputStreamReader:字節(jié)到字符的橋梁

OutputStreamWriter:字符到字節(jié)的橋梁

這兩個(gè)流對(duì)象是字符體系中的成員，它們有轉(zhuǎn)換作用，本身又是字符流，所以在構(gòu)造的時(shí)候需要傳入字節(jié)流對(duì)象進(jìn)來。

八、File類

File類是對(duì)文件系統(tǒng)中文件以及文件夾進(jìn)行封裝的對(duì)象，可以通過對(duì)象的思想來操作文件和文件夾。 File類保存文件或目錄的各種元數(shù)據(jù)信息，包括文件名、文件長(zhǎng)度、最后修改時(shí)間、是否可讀、獲取當(dāng)前文件的路徑名，判斷指定文件是否存在、獲得當(dāng)前目錄中的文件列表，創(chuàng)建、刪除文件和目錄等方法。

九、RandomAccessFile類

該對(duì)象并不是流體系中的一員，其封裝了字節(jié)流，同時(shí)還封裝了一個(gè)緩沖區(qū)（字符數(shù)組），通過內(nèi)部的指針來操作字符數(shù)組中的數(shù)據(jù)。該對(duì)象特點(diǎn)：

該對(duì)象只能操作文件，所以構(gòu)造函數(shù)接收兩種類型的參數(shù)：a.字符串文件路徑；b.File對(duì)象。

該對(duì)象既可以對(duì)文件進(jìn)行讀操作，也能進(jìn)行寫操作，在進(jìn)行對(duì)象實(shí)例化時(shí)可指定操作模式(r,rw)

注意：該對(duì)象在實(shí)例化時(shí)，如果要操作的文件不存在，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建；如果文件存在，寫數(shù)據(jù)未指定位置，會(huì)從頭開始寫，即覆蓋原有的內(nèi)容?？梢杂糜诙嗑€程下載或多個(gè)線程同時(shí)寫數(shù)據(jù)到文件。

感謝各位的閱讀，以上就是“怎么理解JAVA IO流”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)怎么理解JAVA IO流這一問題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！