Java中的I/O输入输出流，缓冲流

一.I/O流

I/O（Input/Output）流，即输入输出流，可以分为字节流与字符流、输入流与输出流、节点流与处理流。Java中的I/O流主要定义在java.io包中，在此包下定义了很多类，其中有4个类是*类，分别为InputStream和OutputStream，Reader和Writer.

• InputStream和OutputStream是字节流，而Reader和Writer是字符流
• InputStream和Reader是输入流，而OutputStream和Writer是输出流

二.字节流

1.字节流的概述
在计算机中，文本、图片、音频、视频等所有文件都是以二进制（字节）形式存在的，I/O流中针字节的输入/输出提供了以系列的流，统称为字节流，在JDK中，所有的字节输入流都继承自InputStream，所有的字节流都继承自OutputStream

InputStream被看成一个输入管道，OutputStream被看成一个输出管道，数据通过InputStream从源设备输入到程序，通过OutputStream从程序输出到目标设备，从而实现数据的传输。
2.案例演示
行读取键盘输入的数据

package net.yh.lesson24;
/**
 * 功能：行读取键盘输入的数据
 * 作者：王育红
 * 日期：2020年08月14日
 */

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class Examples403 {
    public static void main(String[] args) {
        int a;
        /**
         * system.in - 标准字节输入流
         * inputstreamreader 转换流
         * Bufferereader 缓冲流 提供了高效的读取方法
         */
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        System.out.print("a = ");
        try {
            a = Integer.parseInt(br.readLine());
            a = a + 150;
            System.out.println("a + 150 = " + a);
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

-运行结果
3.利用字节流读取文件
FileInputStream是InputStream的子类，它是文件字节输入流，用于读取文件中的数据。从文件读取数据是重复的操作，需要重复的语句来实现数据的持续读取。可以按照字节读取文件也可以按照字节数组来读取文件。

• 创建in的txt文件，并输入两行字符内容
  
• 说明：文件输入字节流read()方法返回是读取的字符对应的ASCII码值，要输出字符内容，很简单，只需要转成字符类型输出即可。

package net.yh.lesson24;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

/**
 * 功能：利用FileInputStream读取文件
 * 作者：王育红
 * 日期：2020年08月14日
 */
public class Example2404 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建文件字节输入流对象
            FileInputStream fis = new FileInputStream("src/net/yh/lesson24/in");
        //通过while循环按字节读取文件
            int c = 0;
            while ((c = fis.read()) !=-1){
                System.out.print((char)c);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

• 运行结果
  

三、字节流的缓冲区

1.概述

利用文件字节流可以实现文件拷贝，但是一个字节一个字节地读写，效率十分低下，在文件拷贝过程中，通过一字节形式逐个拷贝，效率也非常低。可以定义一个字节数组缓冲区，在拷贝文件时，就可以一次性读取多个字节的数据。

2.案例演示：采用文件字节与字节流缓冲区实文件拷贝

• 把文件student.jpg拷贝到net.dsj.test1
  
• 创建文件Example01

package net.dsj.test1;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;

/**
 * 功能：拷贝文件
 *      采用文件字节流和字节流缓冲区
 * 作者：王育红
 * 日期：2020年08月05日
 */
public class Example01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建文件字节输入流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("src/net/dsj/test1/student.jpg");
        //创建文件字节输出流
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src/net/dsj/test/target.jpg");

        //获取开始拷贝文件的系统时间
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(startTime);
        //定义字节数组作为缓冲区
        byte[] buffer = new byte[1024];
        //读取源文件，写入目标文件
        int len = 0;
        //得到实际读取到的字节数 读到最后返回-1
        //循环读取
        while ((len = fis.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }

        //获取结束拷贝的系统时间
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(endTime);

        //输出拷贝文件耗费时间
        System.out.println("拷贝文件耗费时间：" + (endTime - startTime) + "毫秒");

    }
}

-查看运行结果

四、字节缓冲流

1.概述

除了定义字节缓冲区来提高文件拷贝的效率外，IO中还提供了两个字节缓冲流提高文件拷贝效率：BufferedInputStream和BuffereOutputStream。

2.案例演示：采用字节缓冲流但不采用字节缓冲区拷贝文件

package net.dsj.test1;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;


/**
 * 功能：拷贝文件
 *       采用字节缓冲流，不用字节缓冲区
 * 作者：王育红
 * 日期：2020年08月06日
 */
public class Example02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建缓冲字节输入流
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(
             new FileInputStream("src/net/dsj/test1/student.jpg"));
        //创建缓冲字节输出流
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(
                new FileOutputStream("src/net/dsj/test/t.jpg"));

        //获取开始拷贝文件的时间
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        //读取源文件，写入目标文件
        int len = 0;
        while ((len = bis.read() ) !=-1){
            bos.write(len);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();

        //获取结束拷贝文件系统时间
        System.out.println("拷贝文件耗费时间：" + (endTime-startTime) + "毫秒");
    }
}

• 说明：缓冲流对象bis和bos内部都定义了一个大小为8192的字节数组，当调用read()和write()时，首先将读写的数据存入到定义好的字节数组，然后将字节数组，然后将字节数组的数据一次性读到文件中，从而有效的提高了数据的读写效率。