IO是輸入和輸出的簡稱，在實際的使用時，輸入和輸出是有方向的。就像現(xiàn)實中兩個人之間借錢一樣，例如A借錢給B，相對于A來說是借出，而相對于B來說則是借入。所以在程序中提到輸入和輸出時，也需要區(qū)分清楚是相對的內(nèi)容。

在 程序中，輸入和輸出都是相對于當前程序而言的，例如從硬盤上讀取一個配置文件的內(nèi)容到程序中，則相當于將文件的內(nèi)容輸入到程序內(nèi)部，因此輸入和“讀”對 應(yīng)，而將程序中的內(nèi)容保存到硬盤上，則相當于將文件的內(nèi)容輸出到程序外部，因此輸出和“寫”對應(yīng)。熟悉輸入和輸出的對應(yīng)關(guān)系，將有助于后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

?

在Java語言中，輸入和輸出的概念要比其它語言的輸入和輸出的概念涵蓋的內(nèi)容廣泛得多，不僅包含文件的讀寫，也包含網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)送，甚至內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀寫以及控制臺數(shù)據(jù)的接收等都由IO來完成。

為了使輸入和輸出的結(jié)構(gòu)保持統(tǒng)一，從而方便程序員使用IO相關(guān)的類，在Java語言的IO類設(shè)計中引入了一個新的概念——Stream(流)。

?

由于在進行IO操作時，需要操作的種類很多，例如文件、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)連接等，這些都被稱作數(shù)據(jù)源(data source)，對于不同的數(shù)據(jù)源處理的方式是不一樣的，如果直接交給程序員進行處理，對于程序員來說則顯得比較復(fù)雜。所以在所有的IO類設(shè)計時，在讀數(shù)據(jù)時，JDK API將數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一種固定的數(shù)據(jù)序列，在寫數(shù)據(jù)時，將需要寫的數(shù)據(jù)以一定的格式寫入到數(shù)據(jù)序列，由JDK API完成將數(shù)據(jù)序列中的數(shù)據(jù)寫入到對應(yīng)的數(shù)據(jù)源中。這樣由系統(tǒng)完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及不同數(shù)據(jù)源之間的不同的變換，從而簡化程序員的編碼。

IO的 這種設(shè)計就和城市中的供水和排水系統(tǒng)設(shè)計是一樣的，在供水的時候，水源有江河水、湖水和地下水等不同類型，由自來水公司完成把水源轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的水流。而在 排水系統(tǒng)設(shè)計時，只需要將污水排入污水管道即可，至于這些污水是怎么被處理的，則不需要關(guān)心，這樣也簡化了家庭用水的處理。

IO設(shè)計中這種數(shù)據(jù)序列被形象的稱作流(Stream)。通過使用流的概念，使程序員面對不同的數(shù)據(jù)源時只需要建立不同的流即可，而底層流實現(xiàn)的復(fù)雜性則由系統(tǒng)完成，從而使程序員不必深入的了解每種數(shù)據(jù)源的讀寫方式，從而降低了IO編程的復(fù)雜度。

在整個IO處理中，讀數(shù)據(jù)的過程分為兩個步驟：

1、將數(shù)據(jù)源的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為流結(jié)構(gòu)，該步驟由JDK API完成，程序員只需要選擇合適的流類型即可。

2、從流中讀取數(shù)據(jù)，該步驟由程序員完成，流中數(shù)據(jù)的順序和數(shù)據(jù)源中數(shù)據(jù)的存儲順序保持一致。

?????????

寫數(shù)據(jù)的過程也分為兩個步驟：

1、為連接指定的數(shù)據(jù)源而建立的專門的流結(jié)構(gòu)，該步驟由JDK API完成，程序員只需要選擇合適的流類型即可。

2、將數(shù)據(jù)以一定的格式寫入到流中，該步驟由程序員完成，寫入流中的數(shù)據(jù)的順序就是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)源中的存儲順序。

最后，當數(shù)據(jù)寫入流中以后，可以通過一定的方式把流中的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)源，或者當流被關(guān)閉時，系統(tǒng)會自動將流中的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)源中。

?

這樣，在整個IO類設(shè)計時，將最復(fù)雜的和數(shù)據(jù)源操作的部分由JDK API進行完成，而程序員進行編程時，只需要選擇合適的流類型，然后進行讀寫即可。和現(xiàn)實的結(jié)構(gòu)一樣，IO中的流也是有方向的，用于讀的流被稱作輸入流(Input Stream)，用于寫的流被稱作輸出流(Output Stream)。則進行讀寫的時候需要選擇合適的流對象進行操作。

由于Java語言使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，所以在實現(xiàn)時，每個流類型都使用專門的類進行代表，而把讀或?qū)懺擃愋蛿?shù)據(jù)源的邏輯封裝在類的內(nèi)部，在程序員實際使用時創(chuàng)建對應(yīng)的對象就完成了流的構(gòu)造，后續(xù)的IO操作則只需要讀或?qū)懥鲗ο髢?nèi)部的數(shù)據(jù)即可。這樣IO操作對于Java程序員來說，就顯得比較簡單，而且比較容易操作了。

?

?

I/O類體系

?在JDK API中，基礎(chǔ)的IO類都位于java.io包，而新實現(xiàn)的IO類則位于一系列以java.nio開頭的包名中，這里首先介紹java.io包中類的體系結(jié)構(gòu)。

?按照前面的說明，流是有方向的，則整個流的結(jié)構(gòu)按照流的方向可以劃分為兩類：

?

1、輸入流：

該類流將外部數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為流，程序通過讀取該類流中的數(shù)據(jù)，完成對于外部數(shù)據(jù)源中數(shù)據(jù)的讀入。

?

2、輸出流：

該類流完成將流中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到對應(yīng)的數(shù)據(jù)源中，程序通過向該類流中寫入數(shù)據(jù)，完成將數(shù)據(jù)寫入到對應(yīng)的外部數(shù)據(jù)源中。

而在實際實現(xiàn)時，由于JDK API歷史的原因，在java.io包中又實現(xiàn)了兩類流：字節(jié)流(byte stream)和字符流(char stream)。這兩種流實現(xiàn)的是流中數(shù)據(jù)序列的單位，在字節(jié)流中，數(shù)據(jù)序列以byte為單位，也就是流中的數(shù)據(jù)按照一個byte一個byte的順序?qū)崿F(xiàn)成流，對于該類流操作的基本單位是一個byte，而對于字節(jié)流，數(shù)據(jù)序列以char為單位，也就是流中的數(shù)據(jù)按照一個char一個插入的順序?qū)崿F(xiàn)成流，對于該類流操作的基本單位是一個char。

另外字節(jié)流是從JDK1.0開始加入到API中的，而字符流則是從JDK1.1開始才加入到API中的，對于現(xiàn)在使用的JDK版本來說，這兩類流都包含在API的內(nèi)部。在實際使用時，字符流的效率要比字節(jié)流高一些。

在實際使用時，字符流中的類基本上和字節(jié)流中的類對應(yīng)，所以在開始學(xué)習(xí)IO類時，可以從最基礎(chǔ)的字節(jié)流開始學(xué)習(xí)。

在SUN設(shè)計JDK的IO類時，按照以上的分類，為每個系列的類設(shè)計了一個父類，而實現(xiàn)具體操作的類都作為該系列類的子類，則IO類設(shè)計時的四個體系中每個體系中對應(yīng)的父類分別是：

?

?字節(jié)輸入流InputStream

該類是IO編程中所有字節(jié)輸入流的父類，熟悉該類的使用將對使用字節(jié)輸入流產(chǎn)生很大的幫助，下面做一下詳細的介紹。

按照前面介紹的流的概念，字節(jié)輸入流完成的是按照字節(jié)形式構(gòu)造讀取數(shù)據(jù)的輸入流的結(jié)構(gòu)，每個該類的對象就是一個實際的輸入流，在構(gòu)造時由API完成將外部數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)換為流對象的操作，這種轉(zhuǎn)換對程序員來說是透明的。在程序使用時，程序員只需要讀取該流對象，就可以完成對于外部數(shù)據(jù)的讀取了。

InputStream是所有字節(jié)輸入流的父類，所以在InputStream類中包含的每個方法都會被所有字節(jié)輸入流類繼承，通過將讀取以及操作數(shù)據(jù)的基本方法都聲明在InputStream類內(nèi)部，使每個子類根據(jù)需要覆蓋對應(yīng)的方法，這樣的設(shè)計可以保證每個字節(jié)輸入流子類在進行實際使用時，開放給程序員使用的功能方法是一致的。這樣將簡化IO類學(xué)習(xí)的難度，方便程序員進行實際的編程。

默認情況下，對于輸入流內(nèi)部數(shù)據(jù)的讀取都是單向的，也就是只能從輸入流從前向后讀，已經(jīng)讀取的數(shù)據(jù)將從輸入流內(nèi)部刪除掉。如果需要重復(fù)讀取流中同一段內(nèi)容，則需要使用流類中的mark方法進行標記，然后才能重復(fù)讀取。這種設(shè)計在使用流類時，需要深刻進行體會。

?

在InputStream類中，常見的方法有：

?

a、available方法

?

public int available() throws IOException

該方法的作用是返回當前流對象中還沒有被讀取的字節(jié)數(shù)量。也就是獲得流中數(shù)據(jù)的長度。

假設(shè)初始情況下流內(nèi)部包含100個字節(jié)的數(shù)據(jù)，程序調(diào)用對應(yīng)的方法讀取了一個字節(jié)，則當前流中剩余的字節(jié)數(shù)量將變成99個。

另外，該方法不是在所有字節(jié)輸入流內(nèi)部都得到正確的實現(xiàn)，所以使用該方法獲得流中數(shù)據(jù)的個數(shù)是不可靠的。

?

b、close方法

?

public void close() throws IOException

該方法的作用是關(guān)閉當前流對象，并釋放該流對象占用的資源。

在IO操作結(jié)束以后，關(guān)閉流是進行IO操作時都需要實現(xiàn)的功能，這樣既可以保證數(shù)據(jù)源的安全，也可以減少內(nèi)存的占用。

?

c、markSupported方法

?

public boolean markSupported()

該方法的作用是判斷流是否支持標記(mark)。標記類似于讀書時的書簽，可以很方便的回到原來讀過的位置繼續(xù)向下讀取。

?

d、reset方法

public void reset() throws IOException

該方法的作用是使流讀取的位置回到設(shè)定標記的位置。可以從該位置開始繼續(xù)向后讀取。

?

e、mark方法

public void mark(int readlimit)

為流中當前的位置設(shè)置標志，使得以后可以從該位置繼續(xù)讀取。變量readlimit指設(shè)置該標志以后可以讀取的流中最大數(shù)據(jù)的個數(shù)。當設(shè)置標志以后，讀取的字節(jié)數(shù)量超過該限制，則標志會失效。

?

f、read方法

read方法是輸入流類使用時最核心的方法，能夠熟練使用該方法就代表IO基本使用已經(jīng)入門。所以在學(xué)習(xí)以及后期的使用中都需要深刻理解該方法的使用。

在實際讀取流中的數(shù)據(jù)時，只能按照流中的數(shù)據(jù)存儲順序依次進行讀取，在使用字節(jié)輸入流時，讀取數(shù)據(jù)的最小單位是字節(jié)(byte)。

另外，需要注意的是，read方法是阻塞方法，也就是如果流對象中無數(shù)據(jù)可以讀取時，則read方法會阻止程序繼續(xù)向下運行，一直到有數(shù)據(jù)可以讀取為止。

read方法總計有三個，依次是：

?

?public abstract int read() throws IOException

該方法的作用是讀取當前流對象中的第一個字節(jié)。當該字節(jié)被讀取出來以后，則該字節(jié)將被從流對象中刪除，原來流對象中的第二個字節(jié)將變成流中的第一個字節(jié)，而使用流對象的available方法獲得的數(shù)值也將減少1。如果需要讀取流中的所以數(shù)據(jù)，只要使用一個循環(huán)依次讀取每個數(shù)據(jù)即可。當讀取到流的末尾時，該方法返回-1。該返回值的int中只有最后一個字節(jié)是流中的有效數(shù)據(jù)，所以在獲得流中的數(shù)值時需要進行強制轉(zhuǎn)換。返回值作成int的目的主要是處理好-1的問題。

由于該方法是抽象的，所以會在子類中被覆蓋，從而實現(xiàn)最基礎(chǔ)的讀數(shù)據(jù)的功能。

?

public int read(byte[] b) throws IOException

該方法的作用是讀取當前流對象中的數(shù)據(jù)，并將讀取到的數(shù)據(jù)依次存儲到數(shù)組b(b需要提前初始化完成)中，也就是把當前流中的第一個字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲到b[0]，第二個字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲到b[1]，依次類推。流中已經(jīng)讀取過的數(shù)據(jù)也會被刪除，后續(xù)的數(shù)據(jù)會變成流中的第一個字節(jié)。而實際讀取的字節(jié)數(shù)量則作為方法的返回值返回。

?

public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException

該方法的作用和上面的方法類似，也是將讀取的數(shù)據(jù)存儲到b中，只是將流中的第一個數(shù)據(jù)存儲到b中下標為off的位置，最多讀取len個數(shù)據(jù)，而實際讀取的字節(jié)數(shù)量則作為方法的返回值返回。

?

g、skip方法

public long skip(long n) throws IOException

該方法的作用是跳過當前流對象中的n個字節(jié)，而實際跳過的字節(jié)數(shù)量則以返回值的方式返回。

跳過n個字節(jié)以后，如果需要讀取則是從新的位置開始讀取了。使用該方法可以跳過流中指定的字節(jié)數(shù)，而不用依次進行讀取了。

?????????從流中讀取出數(shù)據(jù)以后，獲得的是一個byte數(shù)組，還需要根據(jù)以前的數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)對于該byte數(shù)組的解析。

?????????由于InputStream類是字節(jié)輸入流的父類，所以該體系中的每個子類都包含以上的方法，這些方法是實現(xiàn)IO流數(shù)據(jù)讀取的基礎(chǔ)。

?

??字節(jié)輸出流OutputStream

?????????該類是所有的字節(jié)輸出流的父類，在實際使用時，一般使用該類的子類進行編程，但是該類內(nèi)部的方法是實現(xiàn)字節(jié)輸出流的基礎(chǔ)。

?????????該體系中的類完成把對應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)源中，在寫數(shù)據(jù)時，進行的操作分兩步實現(xiàn)：第一步，將需要輸出的數(shù)據(jù)寫入流對象中，數(shù)據(jù)的格式由程序員進行設(shè)定，該步驟需要編寫代碼實現(xiàn)；第二步，將流中的數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)源中，該步驟由API實現(xiàn)，程序員不需要了解內(nèi)部實現(xiàn)的細節(jié)，只需要構(gòu)造對應(yīng)的流對象即可。

?????????在實際寫入流時，流內(nèi)部會保留一個緩沖區(qū)，會將程序員寫入流對象的數(shù)據(jù)首先暫存起來，然后在緩沖區(qū)滿時將數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)源。當然，當流關(guān)閉時，輸出流內(nèi)部的數(shù)據(jù)會被強制輸出。

?????????字節(jié)輸出流中數(shù)據(jù)的單位是字節(jié)，在將數(shù)據(jù)寫入流時，一般情況下需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組進行寫入。

?

?????????在OutputStream中，常見的方法有：

a、close方法

public void close() throws IOException

該方法的作用是關(guān)閉流，釋放流占用的資源。

?

b、flush方法

public void flush() throws IOException

該方法的作用是將當前流對象中的緩沖數(shù)據(jù)強制輸出出去。使用該方法可以實現(xiàn)立即輸出。

?

c、write方法

write方法是輸出流中的核心方法，該方法實現(xiàn)將數(shù)據(jù)寫入流中。在實際寫入前，需要實現(xiàn)對應(yīng)的格式，然后依次寫入到流中。寫入流的順序就是實際數(shù)據(jù)輸出的順序。

write方法總計有3個，依次是：

public abstract void write(int b) throws IOException

該方法的作用是向流的末尾寫入一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。寫入的數(shù)據(jù)為參數(shù)b的最后一個字節(jié)。在實際向流中寫數(shù)據(jù)時需要按照邏輯的順序進行寫入。該方法在OutputStream的子類內(nèi)部進行實現(xiàn)。

public void write(byte[] b) throws IOException

該方法的作用是將數(shù)組b中的數(shù)據(jù)依次寫入當前的流對象中。

public void write(byte[] b, int off, int len) throws IOException

該方法的作用是將數(shù)組b中從下標為off(包含)開始，后續(xù)長度為len個的數(shù)據(jù)依次寫入到流對象中。

在實際寫入時，還需要根據(jù)邏輯的需要設(shè)定byte數(shù)值的格式，這個根據(jù)不同的需要實現(xiàn)不同的格式。

?

?字符輸入流Reader

?????????字 符輸入流體系是對字節(jié)輸入流體系的升級，在子類的功能上基本和字節(jié)輸入流體系中的子類一一對應(yīng)，但是由于字符輸入流內(nèi)部設(shè)計方式的不同，使得字符輸入流的 執(zhí)行效率要比字節(jié)輸入流體系高一些，在遇到類似功能的類時，可以優(yōu)先選擇使用字符輸入流體系中的類，從而提高程序的執(zhí)行效率。

???????? Reader體系中的類和InputStream體系中的類，在功能上是一致的，最大的區(qū)別就是Reader體系中的類讀取數(shù)據(jù)的單位是字符(char)，也就是每次最少讀入一個字符(兩個字節(jié))的數(shù)據(jù)，在Reader體系中的讀數(shù)據(jù)的方法都以字符作為最基本的單位。

???????? Reader類和InputStream類中的很多方法，無論聲明還是功能都是一樣的，但是也增加了兩個方法,依次介紹如下：

?

a、read方法

public int read(CharBuffer target) throws IOException

該方法的作用是將流內(nèi)部的數(shù)據(jù)依次讀入CharBuffer對象中，實際讀入的char個數(shù)作為返回值返回。

?

b、ready方法

public boolean ready() throws IOException

該方法的作用是返回當前流對象是否準備完成，也就是流內(nèi)部是否包含可以被讀取的數(shù)據(jù)。

?

其它和InputStream類一樣的方法可以參看上面的介紹。

?

?

?字符輸出流Writer

?????????字 符輸出流體系是對字節(jié)輸出流體系的升級，在子類的功能實現(xiàn)上基本上和字節(jié)輸出流保持一一對應(yīng)。但由于該體系中的類設(shè)計的比較晚，所以該體系中的類執(zhí)行的效 率要比字節(jié)輸出流中對應(yīng)的類效率高一些。在遇到類似功能的類時，可以優(yōu)先選擇使用該體系中的類進行使用，從而提高程序的執(zhí)行效率。

???????? Writer體系中的類和OutputStream體系中的類，在功能上是一致的，最大的區(qū)別就是Writer體系中的類寫入數(shù)據(jù)的單位是字符(char)，也就是每次最少寫入一個字符(兩個字節(jié))的數(shù)據(jù)，在Writer體系中的寫數(shù)據(jù)的方法都以字符作為最基本的操作單位。

???????? Writer類和OutputStream類中的很多方法，無論聲明還是功能都是一樣的，但是還是增加了一些方法，依次介紹如下：

?

a、append方法

將數(shù)據(jù)寫入流的末尾。總計有3個方法，依次是：

?public Writer append(char c) throws IOException

該方法的作用和write(int c)的作用完全一樣，既將字符c寫入流的末尾。

public Writer append(CharSequence csq) throws IOException

該方法的作用是將CharSequence對象csq寫入流的末尾，在寫入時會調(diào)用csq的toString方法將該對象轉(zhuǎn)換為字符串，然后再將該字符串寫入流的末尾。

public Writer append(CharSequence csq, int start, int end)throws IOException

該方法的作用和上面的方法類似，只是將轉(zhuǎn)換后字符串從索引值為start(包含)到索引值為end(不包含)的部分寫入流中。

?

b、write方法

?除了基本的write方法以外，在Writer類中又新增了兩個，依次是：

public void write(String str) throws IOException

該方法的作用是將字符串str寫入流中。寫入時首先將str使用getChars方法轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的char數(shù)組，然后實現(xiàn)依次寫入流的末尾。

public void write(String str, int off, int len)throws IOException

該方法的作用是將字符串str中索引值為off(包含)開始，后續(xù)長度為len個字符寫入到流的末尾。

使用這兩個方法將更方便將字符串寫入流的末尾。

?????????

其它和OutputStream類一樣的方法可以參看上面的介紹。

?

?小結(jié)

?????????在實際使用IO類時，根據(jù)邏輯上的需要，挑選對應(yīng)體系中的類進行實際的使用，從而實現(xiàn)程序中IO的相關(guān)功能。

?????????熟悉了IO類的體系以后，就可以首先熟悉基本的IO類的使用，然后再按照IO類體系中相關(guān)類的使用方式逐步去了解相關(guān)的IO類的使用，從而逐步熟悉java.io包中類的使用，然后再掌握IO編程。

?????????在實際使用時，一般都使用這4個類中對應(yīng)的子類，每個子類完成相關(guān)的功能。對于這些子類，也可以根據(jù)這些類是否直接連接數(shù)據(jù)源，將這些IO類分類為：

1、實體流

? ? ? ?指直接連接數(shù)據(jù)源的IO流類

2、裝飾流

? ? ? ?指不直接連接數(shù)據(jù)源，而是建立在其它實體流對象的基礎(chǔ)之上。

? ? ? ?

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/liuhongfeng/p/5175109.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java api 入门教程 之 JAVA的IO处理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。