Java常用数据流全面大梳理

• java nio

缓冲流

为了提高数据读写的速度，java api提供了带缓冲功能的流类，在使用这些流类时，会创建一个内部缓冲区数组，缺省使用8192个字节(8kb)的缓冲区。

缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，根据数据操作单位可以把缓冲流分为：
bufferedinputstream 和 bufferedoutputstream
bufferedreader 和 bufferedwriter

当读取数据时，数据按块读入缓冲区，其后的读操作则直接访问缓冲区。当使用bufferedinputstream读取字节文件时，bufferedinputstream会一次性从文件中读取8192个(8kb)，存在缓冲区中，直到缓冲区装满了，才重新从文件中读取下一个8192个字节数组。

向流中写入字节时，不会直接写到文件，先写到缓冲区中直到缓冲区写满，
bufferedoutputstream才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用方法
flush()可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流。

关闭流的顺序和打开流的顺序相反。只要关闭最外层流即可，关闭最外层流也
会相应关闭内层节点流。

flush()方法的使用：手动将buffer中内容写入文件。使用带缓冲区的流对象的close()方法，不但会关闭流，还会在关闭流之前刷新缓冲区，相当于自动调用了flush()方法，关闭后不能再写出。

以字节流bufferedinputstream 和 bufferedoutputstream示例具体操作：

import java.io.*;

/**
 * @author: yeman
 * @date: 2021-09-25-22:36
 * @description:
 */
public class bufferedtest {
    public static void main(string[] args) {
        fileinputstream fis = null;
        fileoutputstream fos = null;
        bufferedinputstream bfi = null;
        bufferedoutputstream bfo = null;
        try {
            //1、实例化file对象，指定文件
            file infile = new file("io\\input.jpg");
            file outfile = new file("io\\output.jpg");
            //2、创建节点流（文件流）对象
            fis = new fileinputstream(infile);
            fos = new fileoutputstream(outfile);
            //3、创建处理节点流的缓冲流对象
            bfi = new bufferedinputstream(fis);
            bfo = new bufferedoutputstream(fos);
            //4、通过缓冲流进行读写操作
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int length = bfi.read(bytes);
            while (length != -1){
                bfo.write(bytes,0,length);
                length = bfi.read(bytes);
            }
        } catch (ioexception e) {
            e.printstacktrace();
        } finally {
            //5、关闭外层流，内存流便自动关闭
            try {
                if (bfi != null) bfi.close();
            } catch (ioexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
            try {
                if (bfo != null) bfo.close();
            } catch (ioexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
        }
    }
}

转换流

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换。

inputstreamreader：将inputstream转换为reader（字节转为字符输入）
outputstreamwriter：将writer转换为outputstream（字节转为字符输出）

字节流中的数据都是字符时，转成字符流操作更高效。使用转换流来处理文件乱码问题，实现编码和解码的功能。

inputstreamreader：
实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。需要和inputstream“套接”。
构造器：
public inputstreamreader(inputstream in)
public inputsreamreader(inputstream in,string charsetname)

outputstreamwriter：
实现将字符的输出流按指定字符集转换为字节的输出流。需要和outputstream“套接”。
构造器：
public outputstreamwriter(outputstream out)
public outputsreamwriter(outputstream out,string charsetname)

import java.io.*;

/**
 * @author: yeman
 * @date: 2021-09-26-20:13
 * @description:
 */
public class test {
    public static void main(string[] args) {
        inputstreamreader isr = null;
        outputstreamwriter osw = null;
        try {
            //1、指明输入输出文件
            file infile = new file("io\\hi.txt");
            file outfile = new file("io\\hello.txt");
            //2、提供字节节点流
            fileinputstream fis = new fileinputstream(infile);
            fileoutputstream fos = new fileoutputstream(outfile);
            //3、提供转换流
            isr = new inputstreamreader(fis,"gbk");
            osw = new outputstreamwriter(fos,"utf-8");
            //4、读写操作
            char[] chars = new char[10];
            int len = isr.read(chars);
            while (len != -1){
                osw.write(chars,0,len);
                len = isr.read(chars);
            }
        } catch (ioexception e) {
            e.printstacktrace();
        } finally {
            //5、关闭外层流
            try {
                if (osw != null) osw.close();
            } catch (ioexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
            try {
                if (isr != null) isr.close();
            } catch (ioexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
        }
    }
}

标准输入输出流

system.in和system.out分别代表了系统标准的输入和输出设备
默认输入设备是：键盘，输出设备是：显示器（控制台）

system.in的类型是inputstream
system.out的类型是printstream，其是outputstream的子类

重定向：通过system类的setin()，setout()方法对默认设备进行改变：
public static void setin(inputstream in)
public static void setout(printstream out)

import java.io.*;

/**
 * @author: yeman
 * @date: 2021-09-26-20:13
 * @description:
 */
public class test {
    public static void main(string[] args) {
        bufferedreader bis = null;
        try {
            //1、提供转换流（system.in是字节流，将其转换为字符流）
            system.out.println("请输入信息(退出输入e或exit):");
            inputstreamreader isr = new inputstreamreader(system.in);
            //2、提供缓冲流将输入的一行读取
            bis = new bufferedreader(isr);
            //3、读操作
            string s = null;
            while ((s = bis.readline()) != null){
                if ("e".equalsignorecase(s) || "exit".equalsignorecase(s)){
                    system.out.println("程序结束，退出程序！");
                    break;
                }
                system.out.println("==" + s.touppercase());
                system.out.println("继续输入(退出输入e或exit):");
            }
        } catch (ioexception e) {
            e.printstacktrace();
        } finally {
            //4、关闭外层流
            try {
                if (bis != null) bis.close();
            } catch (ioexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
        }
    }
}

打印流

实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出。

打印流：printstream和printwriter
提供了一系列重载的print()和println()方法，用于多种数据类型的输出：
printstream和printwriter的输出不会抛出ioexception异常，
printstream和printwriter有自动flush功能，
printstream打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节
在需要写入字符而不是写入字节的情况下，应该使用printwriter类。

system.out返回的是printstream的实例。

常与system.out搭配使用，可以不在控制台输出，而是输出到指定位置：

import java.io.*;

/**
 * @author: yeman
 * @date: 2021-09-26-20:13
 * @description:
 */
public class test {
    public static void main(string[] args) {
        printstream ps = null;
        try {
            fileoutputstream fos = new fileoutputstream(new file("io\\text.txt"));
// 创建打印输出流,设置为自动刷新模式(写入换行符或字节 '\n' 时都会刷新输出缓冲区)
            ps = new printstream(fos, true);
            if (ps != null) {// 把标准输出流(控制台输出)改成文件
                system.setout(ps);
            }
            for (int i = 0; i <= 255; i++) { // 输出ascii字符
                system.out.print((char) i);
                if (i % 50 == 0) { // 每50个数据一行
                    system.out.println(); // 换行
                }
            }
        } catch (filenotfoundexception e) {
            e.printstacktrace();
        } finally {
            if (ps != null) {
                ps.close();
            }
        }

    }
}

数据流

为了方便地操作java语言的基本数据类型和string的数据，可以使用数据流。

数据流有两个类：(用于读取和写出基本数据类型、string类的数据）
datainputstream 和 dataoutputstream
分别“套接”在 inputstream 和 outputstream 子类的流上。

import java.io.*;

/**
 * @author: yeman
 * @date: 2021-09-26-20:13
 * @description:
 */
public class test {
    public static void main(string[] args) {

        //写
        dataoutputstream dos = null;
        try {
            dos = new dataoutputstream(new fileoutputstream("io\\test.txt"));
            dos.writeutf("叶绿体");
            dos.writeint(22);
            dos.writeboolean(true);
        } catch (ioexception e) {
            e.printstacktrace();
        } finally {
            try {
                if (dos != null) dos.close();
            } catch (ioexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
        }

        //读
        datainputstream dis = null;
        try {
            dis = new datainputstream(new fileinputstream("io\\test.txt"));
            //注意读的顺序要和写的顺序一样
            string name = dis.readutf();
            int age = dis.readint();
            boolean isman = dis.readboolean();
            system.out.println(name + age + isman);
        } catch (ioexception e) {
            e.printstacktrace();
        } finally {
            try {
                if (dis != null) dis.close();
            } catch (ioexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
        }
    }
}

对象流

objectinputstream和ojbectoutputsteam

用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把java中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。

序列化：用objectoutputstream类保存基本类型数据或对象的机制
反序列化：用objectinputstream类读取基本类型数据或对象的机制

objectoutputstream和objectinputstream不能序列化static和transient修饰的成员变量。

实现serializable或者externalizable两个接口之一的类的对象才可序列化，关于对象序列化详见：

可序列化对象：

import java.io.serializable;

/**
 * @author: yeman
 * @date: 2021-09-27-8:27
 * @description:
 */

class pet implements serializable {
    public static final long serialversionuid = 999794470754667999l;
    private string name;

    public pet(string name) {
        this.name = name;
    }

    @override
    public string tostring() {
        return "pet{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

public class person implements serializable {
    public static final long serialversionuid = 6849794470754667999l;
    private string name;
    private int age;
    private pet pet;

    public person(string name, int age, pet pet) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.pet = pet;
    }

    @override
    public string tostring() {
        return "person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", pet=" + pet +
                '}';
    }
}

序列化（objectoutputstream）：

import java.io.*;

/**
 * @author: yeman
 * @date: 2021-09-26-20:13
 * @description:
 */
public class test {
    public static void main(string[] args) {
        objectoutputstream oos = null;
        try {
            oos = new objectoutputstream(new fileoutputstream("io\\test.txt"));
            oos.writeutf(new string("你好世界！"));
            oos.flush();
            oos.writeobject(new person("lily",20,new pet("xinxin")));
            oos.flush();
        } catch (ioexception e) {
            e.printstacktrace();
        } finally {
            try {
                if (oos != null) oos.close();
            } catch (ioexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
        }
    }
}

反序列化（objectinputstream）：

import java.io.*;

/**
 * @author: yeman
 * @date: 2021-09-26-20:13
 * @description:
 */
public class test {
    public static void main(string[] args) {
        objectinputstream ois = null;
        try {
            ois = new objectinputstream(new fileinputstream("io\\test.txt"));
            string s = ois.readutf();
            person o = (person) ois.readobject();
            system.out.println(o.tostring());
        } catch (ioexception e) {
            e.printstacktrace();
        } catch (classnotfoundexception e) {
            e.printstacktrace();
        } finally {
            if (ois != null) {
                try {
                    ois.close();
                } catch (ioexception e) {
                    e.printstacktrace();
                }
            }
        }
    }
}

随机存取文件流

randomaccessfile声明在java.io包下，但直接继承于java.lang.object类。并且它实现了datainput、dataoutput这两个接口，也就意味着这个类既可以读也可以写。

randomaccessfile类支持 “随机访问” 的方式，程序可以直接跳到文件的任意地方来读写文件：①支持只访问文件的部分内容②可以向已存在的文件后追加内容③若文件不存在，则创建④若文件存在，则从指针位置开始覆盖内容，而不是覆盖文件。

randomaccessfile对象包含一个记录指针，用以标示当前读写处的位置，randomaccessfile类对象可以*移动记录指针：
long getfilepointer()：获取文件记录指针的当前位置
void seek(long pos)：将文件记录指针定位到 pos 位置

构造器：

public randomaccessfile(file file, string mode)
public randomaccessfile(string name, string mode)
创建 randomaccessfile 类实例需要指定一个 mode 参数，该参数指定 randomaccessfile 的访问模式：

如果模式为只读r。则不会创建文件，而是会去读取一个已经存在的文件，如果读取的文件不存在则会出现异常。 如果模式为rw读写。如果文件不存在则会去创建文件，如果存在则不会创建。

import java.io.*;

/**
 * @author: yeman
 * @date: 2021-09-26-20:13
 * @description:
 */
public class test {
    public static void main(string[] args) {
        randomaccessfile r1 = null;
        randomaccessfile rw = null;
        try {
            r1 = new randomaccessfile("io\\input.jpg", "r");
            rw = new randomaccessfile("io\\output.jpg", "rw");

            byte[] bytes = new byte[1024];
            int len = r1.read(bytes);
            while (len != -1){
                rw.write(bytes,0,len);
                len = r1.read(bytes);
            }
        } catch (ioexception e) {
            e.printstacktrace();
        } finally {
            try {
                if (rw != null) rw.close();
            } catch (ioexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
            try {
                if (r1 != null) r1.close();
            } catch (ioexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
        }

    }
}

java nio

java nio (new io，non-blocking io)是从java 1.4版本开始引入的一套新的io api，可以替代标准的java io api。nio与原来的io有同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同，nio支持面向缓冲区的(io是面向流的)、基于通道的io操作，nio将以更加高效的方式进行文件的读写操作。

java api中提供了两套nio，一套是针对标准输入输出nio，另一套就是网络编程nio。

随着 jdk 7 的发布，java对nio进行了极大的扩展，增强了对文件处理和文件系统特性的支持，以至于我们称他们为 nio.2。因为 nio 提供的一些功能，nio已经成为文件处理中越来越重要的部分。

早期的java只提供了一个file类来访问文件系统，但file类的功能比较有限，所提供的方法性能也不高。而且，大多数方法在出错时仅返回失败，并不会提供异常信息。
nio. 2为了弥补这种不足，引入了path接口，代表一个平台无关的平台路径，描述了目录结构中文件的位置。path可以看成是file类的升级版本，实际引用的资源也可以不存在。

在以前io操作都是这样写的：

import java.io.file;
file file = new file("index.html");

但在java7 中，可以这样写：

import java.nio.file.path; 
import java.nio.file.paths; 
path path = paths.get("index.html");

同时，nio.2在java.nio.file包下还提供了files、paths工具类，files包含了大量静态的工具方法来操作文件；paths则包含了两个返回path的静态工厂方法。

paths 类提供的静态 get() 方法用来获取 path 对象：
static path get(string first, string … more) : 用于将多个字符串串连成路径
static path get(uri uri): 返回指定uri对应的path路径

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