Java IO基础知识总结篇一

Java IO基础知识总结

提示：君子不忍其短，不懂则问，不能则学

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IO流简介

IO 即 Input/Output，输入和输出。数据输入到计算机内存的过程即输入，反之输出到外部存储（比如数据库，文件，远程主机）的过程即输出。数据传输过程类似于水流，因此称为 IO 流。
IO 流在 Java 中分为输入流和输出流，而根据数据的处理方式又分为字节流和字符流。Java IO 流的 40 多个类都是从如下 4 个抽象类基类中派生出来的。InputStream/Reader: 所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。OutputStream/Writer: 所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流。

一、字节流

1.InputStream(字节输入流)

InputStream用于从源头（通常是文件）读取数据（字节信息）到内存中，java.io.InputStream抽象类是所有字节输入流的父类。

InputStream 常用方法：
1.read()：返回输入流中下一个字节的数据。返回的值介于 0 到 255 之间。如果未读取任何字节，则代码返回 -1 ，表示文件结束。
2.read(byte b[ ]) : 从输入流中读取一些字节存储到数组 b 中。如果数组 b 的长度为零，则不读取。如果没有可用字节读取，返回 -1。如果有可用字节读取，则最多读取的字节数最多等于 b.length ， 返回读取的字节数。这个方法等价于 read(b, 0, b.length)。
3.read(byte b[], int off, int len)：在read(byte b[ ]) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字节数）。
4.skip(long n)：忽略输入流中的 n 个字节 ,返回实际忽略的字节数。5.available()：返回输入流中可以读取的字节数。
6.close()：关闭输入流释放相关的系统资源。

2、OutputStream(字节输出流)

OutputStream用于将数据（字节信息）写入到目的地（通常是文件），java.io.OutputStream抽象类是所有字节输出流的父类

OutputStream 常用方法：
1.write(int b)：将特定字节写入输出流。
2.write(byte b[ ]) : 将数组b 写入到输出流，等价于 write(b, 0, b.length) 。3/write(byte[] b, int off, int len) : 在write(byte b[ ]) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字节数）。
4.flush()：刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。
5.close()：关闭输出流释放相关的系统资源。

二、字符流

不管是文件读写还是网络发送接收，信息的最小存储单元都是字节。 那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢？

1.字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的，这个过程还算是比较耗时。
2.如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。
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1.Reader(字符输入流)

Reader用于从源头（通常是文件）读取数据（字符信息）到内存中，java.io.Reader抽象类是所有字符输入流的父类。

Reader 用于读取文本， InputStream 用于读取原始字节。

Reader 常用方法：
1.read() : 从输入流读取一个字符。
2.read(char[] cbuf) : 从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中，等价于 read(cbuf, 0, cbuf.length) 。
3.read(char[] cbuf, int off, int len)：在read(char[] cbuf) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字符数）。
4.skip(long n)：忽略输入流中的 n 个字符 ,返回实际忽略的字符数。
5.close() : 关闭输入流并释放相关的系统资源。

InputStreamReader 是字节流转换为字符流的桥梁，其子类 FileReader 是基于该基础上的封装，可以直接操作字符文件

2.Writer(字符输出流)

Writer用于将数据（字符信息）写入到目的地（通常是文件）,java.io.Writer抽象类是所有字符输出流的父类。
Writer 常用方法：
1.write(int c) : 写入单个字符。
2.write(char[] cbuf)：写入字符数组 cbuf，等价于write(cbuf, 0, cbuf.length)。3.write(char[] cbuf, int off, int len)：在write(char[] cbuf) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字符数）。
4.write(String str)：写入字符串，等价于 write(str, 0, str.length()) 。
5.write(String str, int off, int len)：在write(String str) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字符数）。
6.append(CharSequence csq)：将指定的字符序列附加到指定的 Writer 对象并返回该 Writer 对象。
7.append(char c)：将指定的字符附加到指定的 Writer 对象并返回该 Writer 对象。
8.flush()：刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字符。
9.close():关闭输出流释放相关的系统资源。
OutputStreamWriter 是字符流转换为字节流的桥梁，其子类 FileWriter 是基于该基础上的封装，可以直接将字符写入到文件

三、字符缓冲流

IO 操作是很消耗性能的，缓冲流将数据加载至缓冲区，一次性读取/写入多个字节，从而避免频繁的 IO 操作，提高流的传输效率

字节缓冲流这里采用了装饰器模式来增强 InputStream 和OutputStream子类对象的功能
举个例子，我们可以通过 BufferedInputStream（字节缓冲输入流）来增强 FileInputStream 的功能。

// 新建一个 BufferedInputStream 对象
BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream("input.txt"));
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字节流和字节缓冲流的性能差别主要体现在我们使用两者的时候都是调用 write(int b) 和 read() 这两个一次只读取一个字节的方法的时候。由于字节缓冲流内部有缓冲区（字节数组），因此，字节缓冲流会先将读取到的字节存放在缓存区，大幅减少 IO 次数，提高读取效率。

BufferedInputStream（字节缓冲输入流）

BufferedInputStream 从源头（通常是文件）读取数据（字节信息）到内存的过程中不会一个字节一个字节的读取，而是会先将读取到的字节存放在缓存区，并从内部缓冲区中单独读取字节。这样大幅减少了 IO 次数，提高了读取效率。

BufferedInputStream 内部维护了一个缓冲区，这个缓冲区实际就是一个字节数组，通过阅读 BufferedInputStream 源码即可得到这个结论

public
class BufferedInputStream extends FilterInputStream {
    // 内部缓冲区数组
    protected volatile byte buf[];
    // 缓冲区的默认大小
    private static int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 8192;
    // 使用默认的缓冲区大小
    public BufferedInputStream(InputStream in) {
        this(in, DEFAULT_BUFFER_SIZE);
    }
    // 自定义缓冲区大小
    public BufferedInputStream(InputStream in, int size) {
        super(in);
        if (size <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Buffer size <= 0");
        }
        buf = new byte[size];
    }
}


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缓冲区的大小默认为 8192 字节，当然了，你也可以通过 BufferedInputStream(InputStream in, int size) 这个构造方法来指定缓冲区的大小。

2.BufferedOutputStream（字符缓冲输出流）

将数据（字节信息）写入到目的地（通常是文件）的过程中不会一个字节一个字节的写入，而是会先将要写入的字节存放在缓存区，并从内部缓冲区中单独写入字节。这样大幅减少了 IO 次数，提高了读取效率。

三、打印流

System.out.print("Hello！");
System.out.println("Hello！");
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System.out 实际是用于获取一个 PrintStream 对象，print方法实际调用的是 PrintStream 对象的 write 方法

PrintStream 属于字节打印流，与之对应的是 PrintWriter （字符打印流）。PrintStream 是 OutputStream 的子类，PrintWriter 是 Writer 的子类

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