深入理解Java输入输出流

Java.io包的File类，File类用于目录和文件的创建、删除、遍历等操作，但不能用于文件的读写。

Java 对文件的写入和读取涉及到流的概念，写入为输出流，读取为输入流。如何理解流的概念呢？可以把流看成流动的自来水，打开水龙头，自来水就会通过自来水管从水源流到用户家中，同样的道理，水库中的水也会通过管道流入到水源。从水源流出到用户住家为自来水的输出流，从水库流入到水源为自来水的输入流，只有这样，自来水才能源源不断地流出到用户家中。

如果把水源看成文件，用户住家为读取文件的对象，水库为写入文件的对象，就很容易理解Java的输入与输出流了。当Java程序的写入对象（水库）需要将自来水写入到水源（文件）时，需要建立一条从写入对象（水库）到水源（文件）的通道，这个通道就是输入流；当Java程序的读取对象（用户住家）需要读取水源（文件）时，也需要建立一条从水源（文件）到读取对象（用户住家）的通道，这个通道就是输出流。

在Java程序中，要想从文件中读取数据，需要在程序和文件之间建立一条数据输入的通道，这样程序就可以从文件中读取数据了；反之，如果要在Java程序中把数据写入到文件中，也需要在程序和文件之间建立一条数据输出的通道。当程序创建输入流对象时，Java会自动建立这个数据输入通道，而创建输出流时，Java也会自动建立这个数据输出通道。如下图所示：

Java程序读取与写入数据

输入流是从文件读取数据，是一个拉取数据的过程；输出流是将数据写入到文件，是一个推送数据的过程。

为了便于理解输入输出流，前面都是以文件为数据源来讨论的。其实，Java的输入与输出流支持任何数据源的读取与写入，包括键盘、文件、网络、数据库等数据源。

输入流和输出流按读取和写入的数据单位可分为字节流和字符流，字节流是以字节为单位传输数据的流，字符流是以字符为单位传输数据的流。

Java所提供的输入流和输出流类封装在Java.io包中，Java输入输出流的体系结构如下图所示：

Java输入输出流体系结构

从图中可以看出，Reader和Write为字符输入输出流，InputStream和OutputStream为字节输入输出流。这四个类属于抽象流类，不能在程序中直接实例化使用，可以使用其派生的类。

InputStream类

InputStream抽象类是表示字节输入流的所有类的超类，它以字节为单位从数据源中读取数据，其派生的常用子类说明如下：

● FileInputStream类

该类以字节为单位从文件中读取数据。

● ByteArrayInputStream类

该类在内存中创建一个字节数组缓冲区，从输入流读取的数据保存在该字节数组缓冲区中。

● ObjectInputStream类

该类从输入流读入对象，读取对象信息。

InputStream类定义了Java的输入流模型，下面是其常用方法的一个说明：

● public abstract int read() throws IOExecption

该方法用于从输入流中读取数据的下一个字节，返回读到的字节值，若遇到流的末尾，返回-1。

● public int read(byte[] b) throws IOExecption

该方法用于从输入流中读取b.length个字节的数据，并将数据存储到缓冲区数组b中，返回的是实际读到的字节数。

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

该方法用于从输入流中读取len个字节的数据，并从数组b的off位置开始写入到这个数组中。

● public void close() throws IOExecption

关闭此输入流，并释放与此输入流相关联的所有系统资源。

OutputStream类

OutputStream抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，它以字节为单位将数据写入数据源，其派生的常用子类说明如下：

● FileOutputStream类

该类以字节为单位将数据写入到文件。

● ByteArrayOutputStream类

该类在内存中创建一个字节数组缓冲区，所有发送到输出流的数据保存在该字节数组缓冲区中。

●ObjectOutputStream类

该类将对象信息写入到输出流。

下面是OutputStream类的常用方法介绍。

●public abstract void write(int b) throws IOExecption

该方法用于将指定的字节写入到输出流。

● public int write(byte[] b) throws IOExecption

该方法用于将b.length个字节从指定的byte数组写入到输出流。

● public int write(byte[] b,int off,int len) throws IOExecption

该方法用于将len个字节的数据，并从数组b的off位置开始写入到输出流。

● public void close() throws IOExecption

关闭此输出流，并释放与此输出流相关联的所有系统资源。

Reader类

Read抽象类是表示字符输入流的所有类的超类，它以字符为单位从数据源中读取数据。其派生的常用子类说明如下：

● InputStreamReader类

该类从数据源读取字节并将其解码为使用指定的字符集的字符。

● FileReader类

该类继承于InputStreamReader，用于读取字符类文件，如文本文件。

● BufferedReader类

该类用于将缓冲区中的数据以字符为单位读取。

下面是Reader类的常用方法介绍。

● public int read(int b) throws IOExecption

该方法用于读取单个字符，返回作为整数读取的字符，如果已经到达流的末尾，返回-1。

● public int read(char[] cbuf) throws IOExecption

该方法用于将字符读入到cbuf，返回读取的字符数。

● public abstract int read(char[] cbuf,int off,int len) throws IOExecption

该方法用于读取len个字符的数据，并从数组cbuf的off位置读入到这个数组中。

● public abstract void close() throws IOExecption

关闭此输入流，并释放与此输出流相关联的所有系统资源。

Writer类

Writer抽象类是表示字符输出流的所有类的超类，它以字符为单位向数据源写出数据。其派生的常用子类说明如下：

● OutputStreamWriter类

该类将输出的字符流变为字节流，即将一个字符流的输出对象变为字节流的输出对象。

● FileWriter类

该类从 OutputStreamWriter 类继承而来。该类按字符向字符类文件写入数据。

● BufferedWriter类

该类用于将文本写入字符输出流，缓冲各个字符，从而提供单个字符，数组和字符串的高效写入。

下面是Writer类的常用方法介绍。

● public void write(int b) throws IOExecption

该方法用于向数据源写入单个字符。

● public void write (char[] cbuf) throws IOExecption

该方法用于向数据源写入字符数组。

● public abstract void write (char[] cbuf,int off,int len) throws IOExecption

该方法用于向数据源写入len个字符数据，并从数组cbuf的off位置开始。

● public void write (String str) throws IOExecption

该方法用于向数据源写入字符串。

● public abstract void flush() throws IOExecption

刷新该输出流的缓冲，将缓冲的数据全部写入到数据源。

● public abstract void close() throws IOExecption

关闭此输出流，关闭之前需先调用flush()。

■ 知识点拨

流是一个抽象的概念，它代表一串数据的集合，当Java程序需要从数据源读取数据时，就需要开启一个到数据源的流。同样，当程序需要输出数据到目的地时，也需要开启一个流。流的创建是为了更方便地处理数据的输入和输出。