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Java IO框架學習總結

Java流操作有關的類或介面:
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Java流類圖結構:
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流的概念和作用
流是一組有順序的,有起點和終點的位元組集合,是對資料傳輸的總稱或抽象。即資料在兩裝置間的傳輸稱為流,流的本質是資料傳輸,根據資料傳輸特性將流抽象為各種類,方便更直觀的進行資料操作。

IO流的分類
根據處理資料型別的不同分為:字元流和位元組流
根據資料流向不同分為:輸入流和輸出流

字元流和位元組流

字元流的由來: 因為資料編碼的不同,而有了對字元進行高效操作的流物件。本質其實就是基於位元組流讀取時,去查了指定的碼錶。 位元組流和字元流的區別:

讀寫單位不同:位元組流以位元組(8bit)為單位,字元流以字元為單位,根據碼錶對映字元,一次可能讀多個位元組。
處理物件不同:位元組流能處理所有型別的資料(如圖片、avi等),而字元流只能處理字元型別的資料。
結論:只要是處理純文字資料,就優先考慮使用字元流。 除此之外都使用位元組流。

輸入流和輸出流

對輸入流只能進行讀操作,對輸出流只能進行寫操作,程式中需要根據待傳輸資料的不同特性而使用不同的流。

Java IO流物件
1.輸入位元組流InputStreamIO 中輸入位元組流的繼承圖可見上圖,可以看出:

InputStream 是所有的輸入位元組流的父類,它是一個抽象類。
ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三種基本的介質流,它們分別從Byte 陣列、StringBuffer、和本地檔案中讀取資料。PipedInputStream 是從與其它執行緒共用的管道中讀取資料,與Piped 相關的知識後續單獨介紹。
ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子類都是裝飾流(裝飾器模式的主角)。

2.輸出位元組流OutputStream

IO 中輸出位元組流的繼承圖可見上圖,可以看出:

OutputStream 是所有的輸出位元組流的父類,它是一個抽象類。
ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是兩種基本的介質流,它們分別向Byte 陣列、和本地檔案中寫入資料。PipedOutputStream 是向與其它執行緒共用的管道中寫入資料,
ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子類都是裝飾流。

3.位元組流的輸入與輸出的對應

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圖中藍色的為主要的對應部分,紅色的部分就是不對應部分。紫色的虛線部分代表這些流一般要搭配使用。從上面的圖中可以看出Java IO 中的位元組流是極其對稱的。“存在及合理”我們看看這些位元組流中不太對稱的幾個類吧!

LineNumberInputStream 主要完成從流中讀取資料時,會得到相應的行號,至於什麼時候分行、在哪裡分行是由改類主動確定的,並不是在原始中有這樣一個行號。在輸出部分沒有對應的部分,我們完全可以自己建立一個LineNumberOutputStream,在最初寫入時會有一個基準的行號,以後每次遇到換行時會在下一行新增一個行號,看起來也是可以的。好像更不入流了。
PushbackInputStream 的功能是檢視最後一個位元組,不滿意就放入緩衝區。主要用在編譯器的語法、詞法分析部分。輸出部分的BufferedOutputStream 幾乎實現相近的功能。
StringBufferInputStream 已經被Deprecated,本身就不應該出現在InputStream 部分,主要因為String 應該屬於字元流的範圍。已經被廢棄了,當然輸出部分也沒有必要需要它了!還允許它存在只是為了保持版本的向下相容而已。
SequenceInputStream 可以認為是一個工具類,將兩個或者多個輸入流當成一個輸入流依次讀取。完全可以從IO 包中去除,還完全不影響IO 包的結構,卻讓其更“純潔”――純潔的Decorator 模式。
PrintStream 也可以認為是一個輔助工具。主要可以向其他輸出流,或者FileInputStream 寫入資料,本身內部實現還是帶緩衝的。本質上是對其它流的綜合運用的一個工具而已。一樣可以踢出IO 包!System.out 和System.out 就是PrintStream 的例項!

4.字元輸入流Reader

在上面的繼承關係圖中可以看出:

Reader 是所有的輸入字元流的父類,它是一個抽象類。
CharReader、StringReader 是兩種基本的介質流,它們分別將Char 陣列、String中讀取資料。PipedReader 是從與其它執行緒共用的管道中讀取資料。
BufferedReader 很明顯就是一個裝飾器,它和其子類負責裝飾其它Reader 物件。
FilterReader 是所有自定義具體裝飾流的父類,其子類PushbackReader 對Reader 物件進行裝飾,會增加一個行號。
InputStreamReader 是一個連線位元組流和字元流的橋樑,它將位元組流轉變為字元流。FileReader 可以說是一個達到此功能、常用的工具類,在其原始碼中明顯使用了將FileInputStream 轉變為Reader 的方法。我們可以從這個類中得到一定的技巧。Reader 中各個類的用途和使用方法基本和InputStream 中的類使用一致。後面會有Reader 與InputStream 的對應關係。

5.字元輸出流Writer

在上面的關係圖中可以看出:

Writer 是所有的輸出字元流的父類,它是一個抽象類。
CharArrayWriter、StringWriter 是兩種基本的介質流,它們分別向Char 陣列、String 中寫入資料。PipedWriter 是向與其它執行緒共用的管道中寫入資料,
BufferedWriter 是一個裝飾器為Writer 提供緩衝功能。
PrintWriter 和PrintStream 極其類似,功能和使用也非常相似。
OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 轉換的橋樑,它的子類FileWriter 其實就是一個實現此功能的具體類(具體可以研究一SourceCode)。功能和使用和OutputStream 極其類似,後面會有它們的對應圖。

6.字元流的輸入與輸出的對應
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7.字元流與位元組流轉換

轉換流的特點:

其是字元流和位元組流之間的橋樑
可對讀取到的位元組資料經過指定編碼轉換成字元
可對讀取到的字元資料經過指定編碼轉換成位元組
何時使用轉換流?

當位元組和字元之間有轉換動作時;
流操作的資料需要編碼或解碼時。
具體的物件體現:

InputStreamReader:位元組到字元的橋樑
OutputStreamWriter:字元到位元組的橋樑
這兩個流物件是字元體系中的成員,它們有轉換作用,本身又是字元流,所以在構造的時候需要傳入位元組流物件進來。