Java中IO流操作详解

一 流的概念 流（Stream）的概念源于UNIX中管道（pipe）的概念。在UNIX中，管道是一条不间断的字节流，用来实现程序或进程的通信，或读写外围设备、外部文件等。 一个流，必有源端和目的端，它们可以是计算机内存的某些区域，也可以是磁盘文件，甚至可以是Internet上的某个URL。 ### Java IO流详解 #### 一、流的概念 在探讨Java IO流之前，我们需要先理解“流”的概念。流的概念最初来源于UNIX系统中的管道（pipe）机制。在UNIX环境中，管道是一种特殊的通信机制，用于连接两个进程之间的输入输出，允许数据以连续的字节流形式传输。这种机制为进程间的数据交换提供了一种高效且简洁的方式。 Java中的流也遵循了类似的原理，用于在数据源和目的地之间传输数据。这些数据源和目的地可以是内存中的某个区域、磁盘文件或是网络上的一个URL地址。值得注意的是，流的方向是非常重要的，决定了数据流动的方向。根据方向的不同，流可以分为两大类： 1. **输入流**：从流中读取数据。例如，从文件读取内容到内存。 2. **输出流**：向流中写入数据。例如，将内存中的数据写入文件。 #### 二、流的三种分类方式 流可以根据不同的标准进行分类，这有助于理解和选择合适的流来满足特定需求。 1. **按流的方向分为：** - 输入流（InputStream）：从数据源读取数据。 - 输出流（OutputStream）：向目的地写入数据。 2. **按流的数据单位不同分为：** - 字节流（如InputStream、OutputStream）：以字节为单位处理数据。 - 字符流（如Reader、Writer）：以字符为单位处理数据，通常用于文本处理。 3. **按流的功能不同分为：** - 节点流（如FileInputStream、FileOutputStream）：直接与数据源交互。 - 处理流（如BufferedInputStream、DataInputStream）：在节点流的基础上提供额外的功能。 #### 三、流的层次结构 流的层次结构反映了各种流之间的继承关系。Java的流类库采用层次化设计，主要包括以下层次： - **根接口**：InputStream、OutputStream、Reader、Writer。 - **具体实现类**：如FileInputStream、FileOutputStream、FileReader、FileWriter等。 - **装饰类**：如BufferedInputStream、DataInputStream等，用于增强已有流的功能。 #### 四、缓冲流 缓冲流是一种处理流，其主要目的是提高读写效率。通过在内存中缓存数据，减少对底层系统的访问次数，从而提升性能。常见的缓冲流包括： - **BufferedReader**：提供readLine()方法，可以一次性读取一行数据，适用于文本文件的读取。 - **BufferedWriter**：提供newLine()方法，用于插入行分隔符，便于文本文件的写入。 #### 五、转换流 转换流主要用于将字节流转换为字符流。由于Java内部使用Unicode编码，因此在处理文本时常常需要进行这样的转换。常用的转换流包括： - **InputStreamReader**：将字节流转换为字符流，通常与InputStream配合使用。 - **OutputStreamWriter**：将字符流转换为字节流，通常与OutputStream配合使用。 #### 六、流的结构与示例 Java IO流的结构由多个层次构成，其中根接口为InputStream、OutputStream、Reader、Writer。具体实现类如FileInputStream、FileOutputStream、FileReader、FileWriter等用于直接操作数据源。而装饰类如BufferedInputStream、DataInputStream等则用于增强已有流的功能。 以下是一个创建具有缓冲功能的文件输入流的例子： ```java FileInputStream fileInput = new FileInputStream("C:\\log.txt"); BufferedInputStream bufferedInput = new BufferedInputStream(fileInput); ``` 简化后的版本如下： ```java InputStream input = new BufferedInputStream(new FileInputStream("C:\\log.txt")); ``` #### Java.io.Reader 和 Java.io.InputStream 的区别 - **Reader**用于读取16位字符，即Unicode编码的字符，适用于文本处理。 - **InputStream**用于读取ASCII字符和二进制数据，适用于二进制文件或非文本数据处理。 Java IO流是Java编程中非常重要的一个组成部分，它不仅支持多种类型的数据处理，还提供了丰富的API来满足不同场景下的需求。掌握好Java IO流的基本概念和使用方法对于开发高效稳定的Java应用程序至关重要。