Java中基礎的 IO 流

在 java 中，程序通常會和其他外部設備進行數(shù)據(jù)交互，比如寫入磁盤，網(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù)等等，今天我們來學學 java 中 基礎的 IO 流。

IO 流

與其他外部設備進行數(shù)據(jù)交互，比如將數(shù)據(jù)從內(nèi)存中保存到磁盤文件中或者從網(wǎng)絡上下載數(shù)據(jù)并加載到內(nèi)存中，這個過程都是一種單向且有順序的數(shù)據(jù)傳輸，被稱之為流。

IO 就是 Input 輸入和 Output 輸出。輸入輸出以內(nèi)存為中心的流向劃分的。傳輸數(shù)據(jù)到內(nèi)存就是輸入流，從內(nèi)存中輸出數(shù)據(jù)就是輸出流。

InputStream

InputStream 是所有輸入流的父類，是一個抽象類，讀取的數(shù)據(jù)單位是字節(jié)（byte）。

主要的抽象方法是 read()，這個方法就是讀取數(shù)據(jù)內(nèi)容并返回 -1~255 的 int 值。read() 方法是一個阻塞的方法，只有將內(nèi)容全部讀取完成之后才能運行下一行代碼。

public abstract int read() throws IOException;

以 FileInputStream 實現(xiàn)類作為示例：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    // input.txt 內(nèi)容為 hello, inputStream
    InputStream input = new FileInputStream("input.txt");
    int n = 0;
    while((n = input.read()) != -1){
        System.out.print((char) n);
    }
    input.close();
}

示例中的 read() 方法只能一個字節(jié)的一個字節(jié)讀取數(shù)據(jù)，效率不高，當文件中存在多個字節(jié)為一個漢字的中文時，上面的示例將打印出亂碼。

InputStream 支持將一次性讀取多個字節(jié)到緩沖區(qū)，利用緩沖區(qū)提高效率。返回值的數(shù)據(jù)不再是讀取的數(shù)據(jù)字節(jié)，而是讀取的字節(jié)數(shù)。并且可以正常的打印出中文字符。

// 將讀取的內(nèi)容填充到 byte 數(shù)組
public int read(byte b[]) throws IOException
// 將讀取的內(nèi)容填充 byte 數(shù)組中 off 開始，len 長度的區(qū)域
public int read(byte b[], int off, int len)  throws IOException

將緩沖區(qū)大小設置為 1024 個字節(jié)示例：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    //input.txt 文件內(nèi)容為 你好, inputStream
    InputStream input = new FileInputStream("input.txt");

    byte[] result = new byte[1024];

    while(input.read(result) != -1){
        System.out.print(new String(result, "utf-8"));
    }
    input.close();
}

OutputStream

OutputStream 是所有輸出流的父類。和 InputStream 一樣是一個抽象類。

主要的抽象方法是 write()，也是一個阻塞的方法，只有將內(nèi)容全部寫完成之后才能運行下一行代碼。write() 方法和 read() 方法一樣都是一個字節(jié)一個字節(jié)的操作的。

public abstract void write(int b) throws IOException;

以 FileInputStream 實現(xiàn)類作為示例：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    OutputStream out = new FileOutputStream("out.txt");
    try {
        out.write("h".getBytes());
        out.write("e".getBytes());
        out.write("l".getBytes());
        out.write("l".getBytes());
        out.write("0".getBytes());
    } finally {
        if(out != null) {
            out.close();
        }
    }
}

write() 按單個字節(jié)寫入磁盤的效率比較低下，OutputStream 提供了 write(byte[]) 一次性大批量的將字節(jié)輸出到磁盤。對于 IO 設備來說，一次性寫入 1 個字節(jié)和寫入 1000 個字節(jié)的時間都是差不多的。

public static void main(String[] args) throws Exception {
    OutputStream out = new FileOutputStream("out.txt");
    try {
        out.write("哈嘍，outputStream".getBytes());
    } finally {
        if(out != null) {
            out.close();
        }
    }
}

關(guān)閉資源

不管是 InputStream 還是 OutputStream 在使用資源之后都需要調(diào)用 close()方法。在示例中如果在 close() 方法調(diào)用之前拋出異常則不會自動關(guān)閉資源。以下兩種方式都可以關(guān)閉資源：

1. try..finally 方式

public static void main(String[] args) throws Exception {
    InputStream input = new FileInputStream("input.txt");
    try {
        byte[] result = new byte[1024];

        while(input.read(result) != -1){
            System.out.print(new String(result, "utf-8"));
        }
    } finally {
        if(input != null) {
            input.close();
        }
    }

}

2. try(resource)

實現(xiàn)了 Closeable 接口的 InputStream 和 OutputStream 使用 try(resource) 時，編譯器會自動增加 finally。

public static void main(String[] args) throws Exception {
    try (OutputStream out = new FileOutputStream("out.txt")){
        out.write("編譯器會添加 finally".getBytes());
    }

}

總結(jié)

今天就是簡單地給大家介紹 Java 的 IO 流，為接下來學其他 IO 類打個基礎。