[Java 基础面试题] IO相关

简介: [Java 基础面试题] IO相关

1. 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。

2. 字节流


2.1 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 :

  • 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。
  • 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)。

  • 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)。
  • skip(long n) :忽略输入流中的 n 个字节 ,返回实际忽略的字节数。


  • available() :返回输入流中可以读取的字节数。
  • close() :关闭输入流释放相关的系统资源。

从 Java 9 开始,InputStream 新增加了多个实用的方法:


  • readAllBytes() :读取输入流中的所有字节,返回字节数组。
  • readNBytes(byte[] b, int off, int len) :阻塞直到读取 len 个字节。
  • transferTo(OutputStream out) : 将所有字节从一个输入流传递到一个输出流。

2.2 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 :


  • write(int b) :将特定字节写入输出流。
  • write(byte b[ ]) : 将数组b 写入到输出流,等价于 write(b, 0, b.length)
  • 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)。
  • flush() :刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。
  • close() :关闭输出流释放相关的系统资源。

3. 字符流

3.1 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 :

  • read() : 从输入流读取一个字符。
  • 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) 。
  • 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(要读取的最大字节数)。
  • skip(long n) :忽略输入流中的 n 个字符 ,返回实际忽略的字符数。
  • close() : 关闭输入流并释放相关的系统资源。

3.2 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 :

  • write(int c) : 写入单个字符。
  • write(char[] cbuf) :写入字符数组 cbuf,等价于write(cbuf, 0, cbuf.length)。
  • 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(要读取的最大字节数)。
  • write(String str) :写入字符串,等价于 write(str, 0, str.length()) 。
  • 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(要读取的最大字节数)。
  • 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。
  • 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。
  • flush() :刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字符。
  • close():关闭输出流释放相关的系统资源。

4. 字节缓冲流

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。

5. 字符缓冲流

BufferedReader (字符缓冲输入流)和 BufferedWriter(字符缓冲输出流)类似于 BufferedInputStream(字节缓冲输入流)和BufferedOutputStream(字节缓冲输入流),内部都维护了一个字节数组作为缓冲区。不过,前者主要是用来操作字符信息。

6. 打印流

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。

public class PrintStream extends FilterOutputStream
    implements Appendable, Closeable {
}
public class PrintWriter extends Writer {
}


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