Java IO流各场景详解及使用

简介: Java IO流各场景详解及使用

一、初始Java IO

1. 什么是IO流

       IO: :即in和out,也就是输入输出,指应用程序和外部设备之间的数据传递。

       流(Stream):是一个抽象概念,是指一连串的数据(字符或字节),是以先进先出的方式发送信息的通道。

       当程序需要读取数据的时候,就会开启一个通向数据源的流,这个数据源可以是文件,内存,或是网络连接。 类似的,当程序需要写入数据的时候,就会开启一个通向目的地的流

流的特点:

  • 先进先出:最先写入输出流的数据最先被输入流读取。
  • 顺序存取:可以一个接一个往流中写入一串字节,读出时也将按写入顺序读取一串字节,不能随机访问中间的数据。
  • 只读或只写: 每个流只能是输入流或输出流的一种,不能同时具备两个功能,输入流只能进行读操作,对输出流只能进行写操作。 在一个数据传输通道中,如果既要写入数据,又要读取数据,则要分别提供两个流 。

2. IO流分类

io流主要的分类方式有一下三种:

  1. 按数据流的方向:输入流,输出流
  2. 按处理数据单位:字节流,字符流
  3. 按功能:节点流,处理流

1.输入流与输出流

输入于输出是相对于应用程序而言,比如读取文件是输入流,写文件是输出流,这点很容易搞反。

2.字节流与字符流

字节流和字符流的用法几乎完成全一样,区别在于字节流和字符流所操作的数据单元不同,字节流操作的单元是数据单元是8位的字节, 字符流操作的是数据单元为16位的字符。

3. 字节流与字符流的区别:

  • 字节流一般用来处理图像、视频、音频、PPT、Word等类型的文件。字符流一般用于处理纯文本类型的文件,如TXT文件等,但不能 处理图像视频等非文本文件。用一句话说就是:字节流可以处理一切文件,而字符流只能处理纯文本文件。
  • 字节流本身没有缓冲区,缓冲字节流相对于字节流,效率提升非常高。而字符流本身就带有缓冲区,缓冲字符流相对于字符流效率 提升就不是那么大了。

二、IO流对象

1. File类

2. 字节流

输入流 InputStream
输出流 OutputStream

这两个是抽象类,是字节流的基类,所有具体的字节流实现类都是继承了这两个类。

常用的一些子类

  • FileInputStream : 文件输入流,非常重要的字节输入流,用于对文件进行读取操作。
  • BufferedInputStream : 字节输入缓冲流,内部会有一个缓冲区用来存放字节,每次都是将缓冲区存满然后发送,而不是一个字节或两 个字节这样发送,效率更高。
  • FileOutputStream : 文件输出流,用于写入文件。
  • BufferedOutputStream : 起到一个缓冲的作用,效率更高。

字节输入流( InputStream)的主要方法 :

  • read () : 从此输入流读取一个数据字节
  • read(byte[] b ):从此输入流中将最多 b.length 个字节的数据读入一个 byte 数组中
  • read(byte[] b , int off , int len): 从此输入流中将最多len个字节的数据读入一个byte数组中
  • close():关闭此输入流释放与该流关联的所有系统资源

操作演示(1):

package com.ycxw;
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
/**
 * 
 * @author 云村小威
 *
 */
public class Demo {
  public static void main(String[] args) {
    /** 读取文件内容操作 */
    // 创建File文件对象,指定文件路径
    File file = new File("E:\\Test.txt");
    try {
      // 创建文件字节输入流,读取操作(有异常)
      FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
      BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
      // 定义一次性取多少个字节数组
      byte[] bytes = new byte[1024];
      // 将读取到的字节数组长度储存到变量中,为-1时表示没有数据
      int length = 0;
      // 循环数据,读取到所有数据
      while ((length = bis.read(bytes)) != -1) {
        // 将读取到的内容转换成字符串进行打印输出
        System.out.println(new String(bytes, 0, length));
      }
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

文件内容:

操作演示(2):

package com.ycxw;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
/**
 * 
 * @author 云村小威
 *
 */
public class Demo {
  public static void main(String[] args) {
    /** 写入内容到文件操作 */
    // 创建File文件对象,指定文件路径
    File file = new File("E:\\Test.txt");
    // 创建文件字节输出流,写入操作(有异常)
    try {
      FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
      // 创建字节输出缓冲流,提高传输效率
      BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
      // 定义要输入的内容
      String text = "我是真爱粉";
      // 调用写入的方法,将字符串转换成字节数组
      bos.write(text.getBytes());
      // 关闭流
      bos.close();
      fos.close();
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

注意:我写入的是文件之前是有内容 “哈哈哈” 的,这里写入内容到该文件中会覆盖,解决方法是通过原文件内容进行拼接

3. 字符流

与字节流类似,字符流也有两个抽象基类,分别是ReaderWriter,其他的字符流实现类都是继承这两个类。

常用的一些子类:

  • InputStreamReader : 从字节流到字符流的桥梁,它读取字节可以使用指定的字符集将其解码为字符。
  • BufferedReader : 从字符输入流中读取的文本设置一个缓冲区来提高效率,BuufferedRead是对InutSreamReader的封装。
  • FileReader : 用于读取字符文件的便利类,new FileReader(File file)等同于new InutSreamReader(new FileInputStream(File),"UTF-8"), 但FileReader不能指定字符编码和默认字节缓冲区大小。
  • OutputStreamWriter
  • BufferedWriter
  • FileWriter

字符输入流(Reader)主要方法:

  • read():读取当个字符
  • read(char[] c): 将字符读入数组
  • read(char[] c , int off , int len):将字符读入数组的某一部分
  • Flush () : 刷新该流的缓冲
  • close():关闭此流,但要先刷新它

字符缓冲流独特的方法 :

1.BufferedWriter类newLine():写入一个行分隔符。这个方法会自动适配所在系统的行分隔符 2.BufferedReader类readLine():读取一个文本的行,一次读一行。

操作演示(1):

package com.ycxw;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
/**
 * 
 * @author 云村小威
 *
 */
public class Demo2 {
  public static void main(String[] args) {
    /** 读取文件内容操作,字符流跟字节流使用方法差不多*/
    try {
      //定定字符输入流,读取文件指定路径,高效率(便捷)
      /** FileReader 等效于 new InputStreamReader(new FileInputStream(new File),"UTF-8") */
      BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(new File("E:\\Test.txt")));
      //将读取到的内容保存到变量中
      String line ;
      //循环读取,每次读取一行
      while((line = br.readLine())!=null) {
        System.out.println(line);
      }
      //关闭此流并释放与该流关联的所有系统资源
      br.close();
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

操作演示(2):

package com.ycxw;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
/**
 * 
 * @author 云村小威
 *
 */
public class Demo2 {
  public static void main(String[] args) {
    /** 写入内容到文件操作,字符流跟字节流使用方法差不多 */
    try {
      // 定定字符输出流,读取文件指定路径,高效率(便捷)
      /**
       * FileReader 等效于 new InputStreamReader(new FileInputStream(new File),"UTF-8")
       */
      BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("E:\\Test.txt")));
      // 定义要写入的内容
      String test = "你好,靓仔";
      // 调用写入方法,将字符串直接传到方法里
      bw.write(test);
      // 关闭此流并释放与该流关联的所有系统资源
      bw.close();
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

注意:这里写入内容到该文件中也会覆盖,解决方法是通过原文件内容进行拼接

三、序列化与反序列化

1. 概念

       Serialization (序列化)是一种将对象以一连串的字节描述的过程;

       反序列化 deserialization 是一种将这些字节重建成一个对象 的过程。将程序中的对象,放入文件中保存就是序列化,将文件中的字节码重新转成对象就是反序列化。

2. 序列化必要性

  1. 实现了数据的持久化,通过序列化可以把数据永久地保存到硬盘上
  2. 利用序列化实现远程通信,即在网络上传送对象的字节序列
  3. 在网络中数据的传输必须是序列化形式进行的

3. 实现序列化的要求

      1. 只有实现 S erializable 或 Externalizable 接口的类对象才能别序列化,否则抛出异常。

       2. 必须是同包,同名。

4. 序列化使用步骤演示

1. 先创建一个继承了serializable类的t类

package com.test;
import java.io.Serializable; //导入io包下的序列化类
/**
 * 1.先创建一个继承了serializable类的t类
 * @author 云村小威
 *
 */
public class Cat implements Serializable {
  private static final long serialVersionUID = 1L;
  private int id;
  private String name;
  private String sex;
  private int age;
  public Cat() {
    // TODO Auto-generated constructor stub
  }
  public Cat(int id, String name, String sex, int age) {
    super();
    this.id = id;
    this.name = name;
    this.sex = sex;
    this.age = age;
  }
  public int getId() {
    return id;
  }
  public void setId(int id) {
    this.id = id;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  public String getSex() {
    return sex;
  }
  public void setSex(String sex) {
    this.sex = sex;
  }
  public int getAge() {
    return age;
  }
  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
  @Override
  public String toString() {
    return id + name + sex + age;
  }
}
package com.ycxw;
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import com.test.Cat;
/**
 * 
 * @author 云村小威
 *
 */
public class Demo3 {
  public static void main(String[] args) throws IOException, Exception {
    // 2.将一个猫对象序列化以及反序列化
    /**
     * 序列化 将程序中生成的对象通过流的方式保存到文本文件中
     */
    File file = new File("E:\\work.bak");
    // 通过文件流构建
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
    // 创建序列化流
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
    // 实例化实体
    Cat cat = new Cat(1, "喵喵", "母", 12);
    // 通过序列化流
    oos.writeObject(cat);
    // 关闭流
    oos.close();
    fos.close();
    /**
     * 反序列化流 通过程序生成的对象借用流的方法读取文本的信息
     */
    File file2 = new File("E:\\work.bak");
    // 通过字节输入流
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file2);
    // 创建输入流缓冲流
    BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
    // 创建反序列化流
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
    // 调用读取方法
    Object readObject = ois.readObject();
    // 通过对象显示内容(需要强转)
    Cat c = (Cat) readObject;
    /**
     * 打印读取的对象
     */
    System.out.println(c.toString());
    // 关闭流
    ois.close();
    bis.close();
    fos.close();
  }
}

 

5. FX窗口案例

1. 首先利用集合进行序列化保存多个对象进行测试

        /**
     * 通过集合保存多个对象 进行序列化 
     */
    List<Cat> list = new ArrayList<>();
    for (int i = 1; i < 2000; i++) {
      Cat miao = new Cat(0 + i, "喵喵" + i + "号", "母", 11);
      list.add(miao);
    }
    // 将猫保存到文件中(序列化操作)
    ObjectOutputStream oos2 = new ObjectOutputStream(
        new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("E:\\work.bak"))));
    // 将集合写入到序列化流
    oos2.writeObject(list);
    oos2.close();

2. 创建FX窗口

3. 导入刚才通过序列化添加的对象文件

4. 数据显示

5. 导出数据(窗体数据清空)

文件数据:


       本章内容就到这了,还有许多可以优化的,可以思考如何完成,如数据覆盖问题、跨行写入等等....从而到达好的效果。

感谢观看,希望能对您有帮助,祝您在学习的道路上前程似锦!

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