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緩沖流

為了提高數據讀寫的速度，Java API提供了帶緩沖功能的流類，在使用這些流類時，會創建一個內部緩沖區數組，缺省使用8192個字節(8Kb)的緩沖區。

Java常用數據流全面大梳理

緩沖流要“套接”在相應的節點流之上，根據數據操作單位可以把緩沖流分為：
BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
BufferedReader 和 BufferedWriter

當讀取數據時，數據按塊讀入緩沖區，其后的讀操作則直接訪問緩沖區。當使用BufferedInputStream讀取字節文件時，BufferedInputStream會一次性從文件中讀取8192個(8Kb)，存在緩沖區中，直到緩沖區裝滿了，才重新從文件中讀取下一個8192個字節數組。

向流中寫入字節時，不會直接寫到文件，先寫到緩沖區中直到緩沖區寫滿，
BufferedOutputStream才會把緩沖區中的數據一次性寫到文件里。使用方法
flush()可以強制將緩沖區的內容全部寫入輸出流。

關閉流的順序和打開流的順序相反。只要關閉最外層流即可，關閉最外層流也
會相應關閉內層節點流。

flush()方法的使用：手動將buffer中內容寫入文件。使用帶緩沖區的流對象的close()方法，不但會關閉流，還會在關閉流之前刷新緩沖區，相當于自動調用了flush()方法，關閉后不能再寫出。

Java常用數據流全面大梳理

以字節流BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream示例具體操作：

import java.io.*;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-25-22:36
* @Description:
*/
public class BufferedTest {
  public static void main(String[] args) {
      FileInputStream fis = null;
      FileOutputStream fos = null;
      BufferedInputStream bfi = null;
      BufferedOutputStream bfo = null;
      try {
          //1、實例化File對象，指定文件
          File inFile = new File("IO\\input.jpg");
          File outFile = new File("IO\\output.jpg");
          //2、創建節點流（文件流）對象
          fis = new FileInputStream(inFile);
          fos = new FileOutputStream(outFile);
          //3、創建處理節點流的緩沖流對象
          bfi = new BufferedInputStream(fis);
          bfo = new BufferedOutputStream(fos);
          //4、通過緩沖流進行讀寫操作
          byte[] bytes = new byte[1024];
          int length = bfi.read(bytes);
          while (length != -1){
              bfo.write(bytes,0,length);
              length = bfi.read(bytes);
          }
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
      } finally {
          //5、關閉外層流，內存流便自動關閉
          try {
              if (bfi != null) bfi.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          try {
              if (bfo != null) bfo.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }
}

轉換流

轉換流提供了在字節流和字符流之間的轉換。

InputStreamReader：將InputStream轉換為Reader（字節轉為字符輸入）
OutputStreamWriter：將Writer轉換為OutputStream（字節轉為字符輸出）

字節流中的數據都是字符時，轉成字符流操作更高效。使用轉換流來處理文件亂碼問題，實現編碼和解碼的功能。

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InputStreamReader：
實現將字節的輸入流按指定字符集轉換為字符的輸入流。需要和InputStream“套接”。
構造器：
public InputStreamReader(InputStream in)
public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)

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OutputStreamWriter：
實現將字符的輸出流按指定字符集轉換為字節的輸出流。需要和OutputStream“套接”。
構造器：
public OutputStreamWriter(OutputStream out)
public OutputSreamWriter(OutputStream out,String charsetName)

import java.io.*;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-26-20:13
* @Description:
*/
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
      InputStreamReader isr = null;
      OutputStreamWriter osw = null;
      try {
          //1、指明輸入輸出文件
          File inFile = new File("IO\\hi.txt");
          File outFile = new File("IO\\hello.txt");
          //2、提供字節節點流
          FileInputStream fis = new FileInputStream(inFile);
          FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outFile);
          //3、提供轉換流
          isr = new InputStreamReader(fis,"gbk");
          osw = new OutputStreamWriter(fos,"utf-8");
          //4、讀寫操作
          char[] chars = new char[10];
          int len = isr.read(chars);
          while (len != -1){
              osw.write(chars,0,len);
              len = isr.read(chars);
          }
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
      } finally {
          //5、關閉外層流
          try {
              if (osw != null) osw.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          try {
              if (isr != null) isr.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }
}

標準輸入輸出流

System.in和System.out分別代表了系統標準的輸入和輸出設備
默認輸入設備是：鍵盤，輸出設備是：顯示器（控制臺）

System.in的類型是InputStream
System.out的類型是PrintStream，其是OutputStream的子類

重定向：通過System類的setIn()，setOut()方法對默認設備進行改變：
public static void setIn(InputStream in)
public static void setOut(PrintStream out)

Java常用數據流全面大梳理

import java.io.*;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-26-20:13
* @Description:
*/
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
      BufferedReader bis = null;
      try {
          //1、提供轉換流（System.in是字節流，將其轉換為字符流）
          System.out.println("請輸入信息(退出輸入e或exit):");
          InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
          //2、提供緩沖流將輸入的一行讀取
          bis = new BufferedReader(isr);
          //3、讀操作
          String s = null;
          while ((s = bis.readLine()) != null){
              if ("e".equalsIgnoreCase(s) || "exit".equalsIgnoreCase(s)){
                  System.out.println("程序結束，退出程序！");
                  break;
              }
              System.out.println("==" + s.toUpperCase());
              System.out.println("繼續輸入(退出輸入e或exit):");
          }
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
      } finally {
          //4、關閉外層流
          try {
              if (bis != null) bis.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }
}

打印流

實現將基本數據類型的數據格式轉化為字符串輸出。

打印流：PrintStream和PrintWriter
提供了一系列重載的print()和println()方法，用于多種數據類型的輸出：
PrintStream和PrintWriter的輸出不會拋出IOException異常，
PrintStream和PrintWriter有自動flush功能，
PrintStream打印的所有字符都使用平臺的默認字符編碼轉換為字節
在需要寫入字符而不是寫入字節的情況下，應該使用PrintWriter類。

System.out返回的是PrintStream的實例。

常與System.out搭配使用，可以不在控制臺輸出，而是輸出到指定位置：

import java.io.*;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-26-20:13
* @Description:
*/
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
      PrintStream ps = null;
      try {
          FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("IO\\text.txt"));
// 創建打印輸出流,設置為自動刷新模式(寫入換行符或字節 '\n' 時都會刷新輸出緩沖區)
          ps = new PrintStream(fos, true);
          if (ps != null) {// 把標準輸出流(控制臺輸出)改成文件
              System.setOut(ps);
          }
          for (int i = 0; i <= 255; i++) { // 輸出ASCII字符
              System.out.print((char) i);
              if (i % 50 == 0) { // 每50個數據一行
                  System.out.println(); // 換行
              }
          }
      } catch (FileNotFoundException e) {
          e.printStackTrace();
      } finally {
          if (ps != null) {
              ps.close();
          }
      }

  }
}

數據流

為了方便地操作Java語言的基本數據類型和String的數據，可以使用數據流。

數據流有兩個類：(用于讀取和寫出基本數據類型、String類的數據）
DataInputStream 和 DataOutputStream
分別“套接”在 InputStream 和 OutputStream 子類的流上。

Java常用數據流全面大梳理

import java.io.*;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-26-20:13
* @Description:
*/
public class Test {
  public static void main(String[] args) {

      //寫
      DataOutputStream dos = null;
      try {
          dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("IO\\test.txt"));
          dos.writeUTF("葉綠體");
          dos.writeInt(22);
          dos.writeBoolean(true);
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
      } finally {
          try {
              if (dos != null) dos.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }

      //讀
      DataInputStream dis = null;
      try {
          dis = new DataInputStream(new FileInputStream("IO\\test.txt"));
          //注意讀的順序要和寫的順序一樣
          String name = dis.readUTF();
          int age = dis.readInt();
          boolean isMan = dis.readBoolean();
          System.out.println(name + age + isMan);
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
      } finally {
          try {
              if (dis != null) dis.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }
}

對象流

ObjectInputStream和OjbectOutputSteam

用于存儲和讀取基本數據類型數據或對象的處理流。它的強大之處就是可以把Java中的對象寫入到數據源中，也能把對象從數據源中還原回來。

序列化：用ObjectOutputStream類保存基本類型數據或對象的機制
反序列化：用ObjectInputStream類讀取基本類型數據或對象的機制

ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修飾的成員變量。

實現Serializable或者Externalizable兩個接口之一的類的對象才可序列化，關于對象序列化詳見：

可序列化對象：

import java.io.Serializable;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-27-8:27
* @Description:
*/

class pet implements Serializable {
  public static final long serialVersionUID = 999794470754667999L;
  private String name;

  public pet(String name) {
      this.name = name;
  }

  @Override
  public String toString() {
      return "pet{" +
              "name='" + name + '\'' +
              '}';
  }
}

public class Person implements Serializable {
  public static final long serialVersionUID = 6849794470754667999L;
  private String name;
  private int age;
  private pet pet;

  public Person(String name, int age, pet pet) {
      this.name = name;
      this.age = age;
      this.pet = pet;
  }

  @Override
  public String toString() {
      return "Person{" +
              "name='" + name + '\'' +
              ", age=" + age +
              ", pet=" + pet +
              '}';
  }
}

序列化（ObjectOutputStream）：

import java.io.*;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-26-20:13
* @Description:
*/
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
      ObjectOutputStream oos = null;
      try {
          oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("IO\\test.txt"));
          oos.writeUTF(new String("你好世界！"));
          oos.flush();
          oos.writeObject(new Person("Lily",20,new pet("Xinxin")));
          oos.flush();
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
      } finally {
          try {
              if (oos != null) oos.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }
}

反序列化（ObjectInputStream）：

import java.io.*;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-26-20:13
* @Description:
*/
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
      ObjectInputStream ois = null;
      try {
          ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("IO\\test.txt"));
          String s = ois.readUTF();
          Person o = (Person) ois.readObject();
          System.out.println(o.toString());
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
      } catch (ClassNotFoundException e) {
          e.printStackTrace();
      } finally {
          if (ois != null) {
              try {
                  ois.close();
              } catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }
  }
}

隨機存取文件流

RandomAccessFile聲明在java.io包下，但直接繼承于java.lang.Object類。并且它實現了DataInput、DataOutput這兩個接口，也就意味著這個類既可以讀也可以寫。

RandomAccessFile類支持 “隨機訪問” 的方式，程序可以直接跳到文件的任意地方來讀寫文件：①支持只訪問文件的部分內容②可以向已存在的文件后追加內容③若文件不存在，則創建④若文件存在，則從指針位置開始覆蓋內容，而不是覆蓋文件。

RandomAccessFile對象包含一個記錄指針，用以標示當前讀寫處的位置，RandomAccessFile類對象可以自由移動記錄指針：
long getFilePointer()：獲取文件記錄指針的當前位置
void seek(long pos)：將文件記錄指針定位到 pos 位置

構造器：

public RandomAccessFile(File file, String mode)
public RandomAccessFile(String name, String mode)
創建 RandomAccessFile 類實例需要指定一個 mode 參數，該參數指定 RandomAccessFile 的訪問模式：

Java常用數據流全面大梳理

如果模式為只讀r。則不會創建文件，而是會去讀取一個已經存在的文件，如果讀取的文件不存在則會出現異常。如果模式為rw讀寫。如果文件不存在則會去創建文件，如果存在則不會創建。

import java.io.*;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-26-20:13
* @Description:
*/
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
      RandomAccessFile r1 = null;
      RandomAccessFile rw = null;
      try {
          r1 = new RandomAccessFile("IO\\input.jpg", "r");
          rw = new RandomAccessFile("IO\\output.jpg", "rw");

          byte[] bytes = new byte[1024];
          int len = r1.read(bytes);
          while (len != -1){
              rw.write(bytes,0,len);
              len = r1.read(bytes);
          }
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
      } finally {
          try {
              if (rw != null) rw.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          try {
              if (r1 != null) r1.close();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }

  }
}

Java NIO

Java NIO (New IO，Non-Blocking IO)是從Java 1.4版本開始引入的一套新的IO API，可以替代標準的Java IO API。NIO與原來的IO有同樣的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO支持面向緩沖區的(IO是面向流的)、基于通道的IO操作，NIO將以更加高效的方式進行文件的讀寫操作。

Java API中提供了兩套NIO，一套是針對標準輸入輸出NIO，另一套就是網絡編程NIO。

Java常用數據流全面大梳理

隨著 JDK 7 的發布，Java對NIO進行了極大的擴展，增強了對文件處理和文件系統特性的支持，以至于我們稱他們為 NIO.2。因為 NIO 提供的一些功能，NIO已經成為文件處理中越來越重要的部分。

早期的Java只提供了一個File類來訪問文件系統，但File類的功能比較有限，所提供的方法性能也不高。而且，大多數方法在出錯時僅返回失敗，并不會提供異常信息。
NIO. 2為了彌補這種不足，引入了Path接口，代表一個平臺無關的平臺路徑，描述了目錄結構中文件的位置。Path可以看成是File類的升級版本，實際引用的資源也可以不存在。

在以前IO操作都是這樣寫的：

import java.io.File;
File file = new File("index.html");

但在Java7 中，可以這樣寫：

import java.nio.file.Path; 
import java.nio.file.Paths; 
Path path = Paths.get("index.html");

同時，NIO.2在java.nio.file包下還提供了Files、Paths工具類，Files包含了大量靜態的工具方法來操作文件；Paths則包含了兩個返回Path的靜態工廠方法。

Paths 類提供的靜態 get() 方法用來獲取 Path 對象：
static Path get(String first, String … more) : 用于將多個字符串串連成路徑
static Path get(URI uri): 返回指定uri對應的Path路徑

Java常用數據流全面大梳理

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原文鏈接：https://blog.csdn.net/m0_46653805/article/details/120477615

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Java常用數據流全面大梳理

緩沖流

轉換流

標準輸入輸出流

打印流

數據流

對象流

隨機存取文件流

Java NIO

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