JAVA I/O流 字符流和字節流、節點流和處理流(包裝流、過濾流)、緩衝流

一、相關概念

I/O流: Input/Output Stream，文件輸入輸出流。

1、分類：

• 輸入流 和 輸出流：(站在程序的角度) 根據讀寫操作/數據流動的方向區分。

  • 其中輸入流就是指讀取文件中的內容輸入到程序中的流，也就是讀文件。
  • 其中輸出流就是指將程序中的內容輸出到文件中的流，也就是寫文件。

• 字節流 和 字符流：根據讀寫操作的基本單位分。

  • 參考: https://blog.csdn.net/yogima/article/details/78705411
  • 其中字節流就是指以字節爲基本單位進行讀寫的流，可以處理任何文件。字節（8位 )
  • 字符流就是指以字符(2個字節)爲基本單位進行讀寫的流，只能處理文本文件。字符(16位)。Reader和Writer

• 數據傳輸方式：

  • 節點流(Node Stream 直接和文件打交道)
  • 包裝流(又稱處理流、過濾流、緩衝流)程序和文件之間有管道，不直接接觸。

• 緩衝流：

  • 什麼是緩衝流:參考 https://www.cnblogs.com/aademeng/articles/10880511.html
  • 意義：在內存與硬盤之間創建一個大小合適的緩衝區，當內存和硬盤進行數據訪問時，能提高訪問硬盤的次數，提高效率。
    • 是一個包裝流,目的起緩衝作用.包括：
    • BufferedInputStream:字節輸入緩衝流
    • BufferedOutputStream:字節輸出緩衝流
    • BufferedReader:字符輸入緩衝流
    • BufferedWriter::字符輸出緩衝流
      
      
      

區別和聯繫

1、節點流和處理流

• （1）節點流是低級流,直接跟數據源相接。

  • 處理流(也叫包裝流)把節點流包裝了一層,屬於修飾器設計模式，不會直接與數據源相連，通過處理流來包裝節點流既可以消除不同節點流的實現差異，也可以提供更方便的方法來完成輸入輸出。

• （2）處理流的功能主要體現在以下兩個方面:

  • 1.性能的提高:主要以增加緩衝的方式來提高輸入輸出的效率。
  • 2.操作的便捷:處理流可能提供了一系列便捷的方法來一次輸入輸出大批量的內容,而不是輸入/輸出一個或多個水滴處理流可以嫁接在任何已存在的流的基礎上。

• 節點流(Node Stream) ：直接與原始數據存在的特定介質（如磁盤文件或其他外部設備、內存某區域或其他程序）打交道的流，在流的序列中離程序最遠。

• 過濾流 (Filter Stream)：使用其它的流作爲輸入源或輸出目的地，對流中的數據提供進一步處理的流。其他的流可以是節點流，也可以是另一種過濾流。過濾流不能單獨使用。

• 一個輸入流鏈或輸出流鏈中一定有且只有一個節點流；可以沒有，也可以有多個過濾流。

2、字符流和字節流

代碼

• 1、字節流： InputStream和OutputStream
  • InputStream

    InputStream是抽象類，不能直接用new InputStream()構造實例。 FileInputStream是InputStream的子類，可以生成實例。 FileInputStream有三個構造方法，最常用的構造方法如下：
    
    Public FileInputStream(String fileName) throws FileNotFoundException
    Public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException
    //fileName用來指定輸入文件名及其路徑，file是一個File對象
    
    InputStream類的read()方法：逐字節以二進制的原始方式讀取數據
    
    public int read();//讀入一個字節，-1表示無
    public int read(byte b[]);//返回讀入的字節數
    public int read(byte[] b,int off.int len);//返回從某個位置開始制定長度的字節數
    

  • OutputStream

    構造方法：
    OutputStream是抽象類，不能直接用new OutputStream()構造實例。 FileOutputStream是OutputStream的子類，可以生成實例。 FileOutputStream最常用的構造方法如下：
    
    Public FileOutputStream(String name) throws FileNotFoundException
    Public FileOutputStream(String name,boolean append) throws FileNotFoundException
    //Name用來指定輸入文件名及其路徑，append爲true時數據將添加到文件已有內容的末尾
    
    常用方法:
    //寫一個字節
    void write( int ) throws IOException 
    //關閉輸出流
    void close( ) throws IOException 
    //強行將緩衝區的數據寫到目的地。
    void flush( ) throws IOException 
    //寫一個字節數組
    void write(byte[ ] b) throws IOException 
        void write(byte[ ] b, int offset, int length ) throws IOException 
    

• 利用字節流複製文件

import java.io.*;
class CopyAFile 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        InputStream in;
        OutputStream out;
        try
        {
            in=new FileInputStream("test.txt");
            out=new FileOutputStream("copyResult.txt");
//          out=new FileOutputStream("copyResult.txt",true);
            int aByte;
            aByte=in.read();
            while (aByte!=-1)
            {
                out.write(aByte);
                aByte=in.read();
            }
            in.close();
            out.close();
            System.out.println("文件複製完畢。test.txt已經複製到copyResult.txt中。");
        }
        catch(FileNotFoundException e)
        {
            System.out.println("當前目錄下文件test.txt不存在！");
        }
        catch(IOException e)
        {
            System.out.println("發生輸入輸出錯誤！");
        }
    }
}

• 2、字符流: Reader和Writer

  • 字符（16位）流不一定對應兩個字節，要考慮到編碼問題。
  • 只能操作文本文件。

  Reader類讀取的是字符，而不是字節。 
  Reader類的重要方法read()：
  
  public int read();//需要將int轉爲char
  public int read(char b[]);
  public int read(char[] b,int off,int len)
  

• 3、濾流和節點流的套接：

InputStream in;
in=new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.txt"));
BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(file));

BufferedReader in2 = new BufferedReader(new inputStreamReader(new FileInputStream(file),"utf-8"));
s = in2.readLine();

嵌套的IO流關閉的問題

參考：https://blog.csdn.net/menghuanzhiming/article/details/77945822

• 當然完全可以只關閉處理流，不用關閉節點流。處理流關閉的時候，會調用其處理的節點流的關閉方法

一般情況下是：

• 先打開的後關閉，後打開的先關閉；
• 另一種情況：看依賴關係，如果流a依賴流b，應該先關閉流a，再關閉流b
• 例如處理流a依賴節點流b，應該先關閉處理流a，再關閉節點流b
• 如果將節點流關閉以後再關閉處理流，會拋出IO異常；