第四节 java 字节流

1. I/O流概述

      大部分程序都需要进行输入/输出处理，比如从键盘读取数据、从屏幕中输出数据、从文件中写数据等等。在 Java 中，把这些不同类型的输入、输出源抽象为流（Stream），而其中输入或输出的数据则称为数据流（Data Stream），用统一的接口表示，从而使程序设计简单明了。

     流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

      流一般分为输入流（Input Stream）和输出流（Output Stream）两类，但这种划分并不是绝对的。比如一个文件，当向其中写数据时，它就是一个输出流；当从其中读取数据时，它就是一个输入流。当然，键盘只是一个输入流，而屏幕则只是一个输出流。（其实我们可以通过一个非常简单的方法来判断，只要是向内存中写入就是输入流，从内存中写出就是输出流）

2. 基类：InputStream 和 OutputStream

       字节流主要操作byte类型数据，以byte数组为准，java 中每一种字节流的基本功能依赖于基本类 InputStream 和 Outputstream，他们是抽象类，不能直接使用。字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等）。

2.1 InputStream

InputStream 是所有表示位输入流的父类，继承它的子类要重新定义其中所定义的抽象方法。InputStream 是从装置来源地读取数据的抽象表示，例如 System 中的标准输入流 in 对象就是一个 InputStream 类型的实例。

我们先来看看 InputStream 类的方法：

方法	说明
read()throws IOException	从输入流中读取数据的下一个字节（抽象方法）
skip(long n) throws IOException	跳过和丢弃此输入流中数据的 n 个字节
available()throws IOException	返回流中可用字节数
mark(int readlimit)throws IOException	在此输入流中标记当前的位置
reset()throws IOException	将此流重新定位到最后一次对此输入流调用 mark 方法时的位置
markSupport()throws IOException	测试此输入流是否支持 mark 和 reset 方法
close()throws IOException	关闭流

在 InputStream 类中，方法 read() 提供了三种从流中读数据的方法：

1. int read()：从输入流中读一个字节，形成一个0~255之间的整数返回（是一个抽象方法）

2. int read(byte b[])：从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储在缓冲区数组 b 中。

3. int read(byte b[],int off,int len)：从输入流中读取长度为 len 的数据，写入数组 b 中从索引 off 开始的位置，并返回读取得字节数。

注意：对于这三个方法，若返回-1，表明流结束，否则，返回实际读取的字符数。

2.2 OutputStream

OutputStream 是所有表示位输出流的类之父类。子类要重新定义其中所定义的抽象方法，OutputStream 是用于将数据写入目的地的抽象表示。例如 System 中的标准输出流对象 out 其类型是java.io.PrintStream，这个类是 OutputStream 的子类。

OutputStream类方法：

方法	说明
write(int b)throws IOException	将指定的字节写入此输出流（抽象方法）
write(byte b[])throws IOException	将字节数组中的数据输出到流中
write(byte b[], int off, int len)throws IOException	将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流
flush()throws IOException	刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节
close()throws IOException	关闭流

例子：

结果：

一般来说，很少直接实现 InputStream 或 OutputStream 上的方法，因为这些方法比较低级，通常会实现它们的子类。

 

3. 文件流

在 I/O 处理中，最常见的就是对文件的操作。java.io 包中所提供的文件操作类包括：

1. 用于读写本地文件系统中的文件：FileInputStream 和 FileOutputStream

2. 描述本地文件系统中的文件或目录：File、FileDescriptor 和 FilenameFilter

3. 提供对本地文件系统中文件的随机访问支持：RandomAccessFile

今天我们来学习文件流的 FileInputStream 和 FileOutputStream 。

FileInputStream 类用于打开一个输入文件，若要打开的文件不存在，则会产生异常 FileNotFoundException，这是一个非运行时异常，必须捕获或声明抛弃；

FileOutputStream 类用来打开一个输出文件，若要打开的文件不存在，则会创建一个新的文件，否则原文件的内容会被新写入的内容所覆盖；

在进行文件的读/写操作时，会产生非运行时异常 IOException，必须捕获或声明抛弃（其他的输入/输出流处理时也同样需要进行输入/输出异常处理）。

文件流的构造方法：

例子：

输入流的参数是用于指定输入的文件名，输出流的参数则是用于指定输出的文件名。

4 .缓冲流

      类 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 实现了带缓冲的过滤流，它提供了缓冲机制，把任意的 I/O 流“捆绑”到缓冲流上，可以提高 I/O 流的读取效率。

在初始化时，除了要指定所连接的 I/O 流之外，还可以指定缓冲区的大小。缺省时是用32字节大小的缓冲区；最优的缓冲区大小常依赖于主机操作系统、可使用的内存空间以及机器的配置等；一般缓冲区的大小为内存页或磁盘块等的整数倍。

BufferedInputStream 的数据成员 buf 是一个位数组，默认为2048字节。当读取数据来源时例如文件，BufferedInputStream 会尽量将 buf 填满。当使用 read ()方法时，实际上是先读取 buf 中的数据，而不是直接对数据来源作读取。当 buf 中的数据不足时，BufferedInputStream 才会再实现给定的 InputStream 对象的 read() 方法，从指定的装置中提取数据。

BufferedOutputStream 的数据成员 buf 是一个位数组，默认为512字节。当使用 write() 方法写入数据时，实际上会先将数据写至 buf 中，当 buf 已满时才会实现给定的 OutputStream 对象的 write() 方法，将 buf 数据写至目的地，而不是每次都对目的地作写入的动作。

构造方法：

举个例子，将缓冲流与文件流相接：

对于 BufferedOutputStream，只有缓冲区满时，才会将数据真正送到输出流，但可以使用 flush() 方法人为地将尚未填满的缓冲区中的数据送出。

例如方法 copy():

5 .数据流

接口 DataInput 和 DataOutput，设计了一种较为高级的数据输入输出方式：除了可处理字节和字节数组外，还可以处理 int、float、boolean等基本数据类型，这些数据在文件中的表示方式和它们在内存中的一样，无须转换，如 read(), readInt(), readByte()...; write(), writeChar(), writeBoolean()...此外，还可以用 readLine()方法读取一行信息。

方法：

方法	返回值	说明
readBoolean()	boolean
readByte()	byte
readShort()	short
readChar()	char
readInt()	int
readLong()	long
readDouble()	double
readFloat()	float
readUnsignedByte()	int
readUnsignedShort()	int
readFully(byte[] b)	void	从输入流中读取一些字节，并将它们存储在缓冲区数组 b 中
reaFully(byte[] b, int off,int len)	void	从输入流中读取 len 个字节
skipBytes(int n)	int	与 InputStream.skip 等价
readUTF()	String	安装 UTF-8 形式从输入中读取字符串
readLine()	String	按回车(\r)换行(\n)为分割符读取一行字符串，不完全支持 UNICODE
writeBoolean(boolean v)	void
writeByte(int v)	void
writeShort(int v)	void
writeChar(int v)	void
writeInt(int v)	void
writeLong(long v)	void
writeFloat(float v)	void
writeDouble(double v)	void
write(byte[] b)	void	与 OutputStream.write 同义
write(byte[] b, int off, int len)	void	与OutputStream.write 同义
write(int b)	void	与OutputStream.write 同义
writeBytes(String s)	void	只输出每个字符的低8位；不完全支持 UNICODE
writeChars(String s)	void	每个字符在输出中都占两个字节

数据流类 DateInputStream 和 DataOutputStream 的处理对象除了是字节或字节数组外，还可以实现对文件的不同数据类型的读写：

1. 分别实现了 DataInput 和 DataOutput 接口

2. 在提供字节流的读写手段同时，以统一的形式向输入流中写入 boolean，int，long，double 等基本数据类型，并可以再次把基本数据类型的值读取回来。

3. 提供了字符串读写的手段

数据流可以连接一个已经建立好的数据对象，例如网络连接、文件等。数据流可以通过如下方式建立：

接下来我们通过具体的代码，看一看它的用法吧：

6.标准流、内存读写流、顺序输入流

2.6.1 标准流

语言包 java.lang 中的 System 类管理标准输入/输出流和错误流。

System.in从 InputStream 中继承而来，用于从标准输入设备中获取输入数据（通常是键盘）。

System.out从 PrintStream 中继承而来，把输入送到缺省的显示设备（通常是显示器）

System.err也是从 PrintStream 中继承而来，把错误信息送到缺省的显示设备（通常是显示器）

每当 main 方法被执行时，就会自动生产上述三个对象。这里就不再写代码验证了。

　

6.2内存读写流

为了支持在内存上的 I/O，java.io 中提供了类：ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream 和 StringBufferInputStream

1. ByteArrayInputStream 可以从指定的字节数组中读取数据

2. ByteArrayOutputStream 中提供了缓冲区可以存放数据（缓冲区大小可以在构造方法中设定，缺省为32），可以用 write() 方法向其中写入数据，然后用 toByteArray() 方法将缓冲区中的有效字节写到字节数组中去。size() 方法可以知道写入的字节数；reset() 可以丢弃所有内容。

3. StringBufferInputStream 与 ByteArrayInputStream 相类似，不同点在于它是从字符缓冲区 StringBuffer 中读取16位的 Unicode 数据，而不是8位的字节数据（已被 StringReader 取代）

这里只做简要的介绍，有兴趣的同学可以查看一下这些类里具体的方法。

6.3 顺序输入流

java.io 中提供了类 SequenceInputStream，使应用程序可以将几个输入流顺序连接起来。顺序输入流提供了将多个不同的输入流统一为一个输入流的功能，这使得程序可能变得更加简洁。

例如：

 

 

欢迎关注微信公众号：Java的学习之路

里面资料非常全，从java初级到高级都有，视频，电子书，面试宝典，简历模板，经典案例，源码分析程序员故事以及解决bug方法。。。。应有尽有，可以推荐大家一起学习下！！