【读书笔记】《java从小白到大牛》I/O流

Java将数据的输入输出（I/O）操作当作“流”来处理，“流”是一组有序的数据序列。“流”分为两种形式：输入流和输出流，从数据源中读取数据是输入流，将数据写入到目的地是输出流。

提示 以CPU为中心，从外部设备读取数据到内存，进而再读入到CPU，这是输入（Input，缩写I）过程；将内存中的数据写入到外部设备，这是输出（Output，缩写O）过程。所以输入输出简称为I/O。

以字节为单位的流称为字节流，以字符为单位的流称为字符流。Java SE提供4个顶级抽象类，两个字节流抽象类：InputStream和OutputStream；两个字符流抽象类：Reader和Writer。

字节输入流

字节输入流根类是InputStream，它有很多子类

字节输出流

字节输出流根类是OutputStream，它有很多子类

字符输入流

字符输入流根类是Reader，这类流以16位的Unicode编码表示的字符为基本处理单位，它有很多子类

字符输出流

字符输出流根类是Writer，这类流以16位的Unicode编码表示的字符为基本处理单位。它有很多子类

字节流

InputStream抽象类

InputStream是字节输入流的根类，它定义了很多方法，影响着字节输入流的行为。

InputStream主要方法如下：

• int read()：读取一个字节，返回0到255范围内的int字节值。如果已经到达流末尾，而且没有可用的字节，则返回值-1。
• int read(byte b[] )：读取多个字节，数据放到字节数组b中，返回值为实际读取的字节的数量，如果已经到达流末尾，而且没有可用的字节，则返回值-1。
• int read(byte b[ ], int off, int len)：最多读取len个字节，数据放到以下标off开始字节数组b中，将读取的第一个字节存储在元素b[off]中，下一个存储在b[off+1]中，依次类推。返回值为实际读取的字节的数量，如果已经到达流末尾，而且没有可用的字节，则返回值-1。
• void close()：流操作完毕后必须关闭

OutputStream抽象类

OutputStream是字节输出流的根类，它定义了很多方法，影响着字节输出流的行为。下面详细介绍一下。

OutputStream主要方法如下：

• void write(int b)：将b写入到输出流，b是int类型占有32位，写入过程是写入b 的8个低位，b的24个高位将被忽略。
• void write(byte b[ ])：将b.length个字节从指定字节数组b写入到输出流。
• void write(byte b[ ], int off, int len)：把字节数组b中从下标off开始，长度为len的字节写入到输出流。
• void flush()：刷空输出流，并输出所有被缓存的字节。由于某些流支持缓存功能，该方法将把缓存中所有内容强制输出到流中。
• void close( )：流操作完毕后必须关闭。

注意 流（包括输入流和输出流）所占用的资源，不能通过JVM的垃圾收集器回收，需要程序员自己释放。一种方法是可以在finally代码块调用close()方法关闭流，释放流所占用的资源。另一种方法通过自动资源管理技术管理这些流，流（包括输入流和输出流）都实现了AutoCloseable接口，可以使用自动资源管理技术，

字节缓冲流

BufferedInputStream和BufferedOutputStream称为字节缓冲流，使用字节缓冲流内置了一个缓冲区，第一次调用read方法时尽可能多地从数据源读取数据到缓冲区，后续再到用read方法时先看看缓冲区中是否有数据，如果有则读缓冲区中的数据，如果没有再将数据源中的数据读入到缓冲区，这样可以减少直接读数据源的次数。通过输出流调用write方法写入数据时，也先将数据写入到缓冲区，缓冲区满了之后再写入数据目的地，这样可以减少直接对数据目的地写入次数。使用了缓冲字节流可以减少I/O操作次数，提高效率。

BufferedInputStream构造方法主要有：

• BufferedInputStream(InputStream in)：通过一个底层输入流in对象创建缓冲流对象，缓冲区大小是默认的，默认值8192。
• BufferedInputStream(InputStream in, int size)：通过一个底层输入流in对象创建缓冲流对象，size指定的缓冲区大小，缓冲区大小应该是2的n次幂，这样可提供缓冲区的利用率。

BufferedOutputStream构造方法主要有：

• BufferedOutputStream(OutputStream out)：通过一个底层输出流out 对象创建缓冲流对象，缓冲区大小是默认的，默认值8192。
• 
  BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)：通过一个底层输出流out对象创建缓冲流对象，size指定的缓冲区大小，缓冲区大小应该是2的n次幂，这样可提高缓冲区的利用率。

字符流

注意Reader和Writer都实现了AutoCloseable接口，可以使用自动资源管理技术自动关闭它们。

Reader抽象类

Reader是字符输入流的根类，它定义了很多方法，影响着字符输入流的行为。

Reader主要方法如下：

• int read()：读取一个字符，返回值范围在0~65535(0x00~0xffff)之间。如果因为已经到达流末尾，则返回值-1。
• int read(char[] cbuf)：将字符读入到数组cbuf中，返回值为实际读取的字符的数量，如果因为已经到达流末尾，则返回值-1。
• int read(char[] cbuf, int off, int len)：最多读取len个字符，数据放到以下标off开始字符数组cbuf中，将读取的第一个字符存储在元素cbuf[off]中，下一个存储在cbuf[off+1]中，依次类推。返回值为实际读取的字符的数量，如果因为已经到达流末尾，则返回值-1。
• void close()：流操作完毕后必须关闭。

Writer抽象类

Writer是字符输出流的根类，它定义了很多方法，影响着字符输出流的行为。

Writer主要方法如下：

• void write(int c)：将整数值为c的字符写入到输出流，c是int类型占有32位，写入过程是写入c的16个低位，c的16个高位将被忽略。
• void write(char[] cbuf)：将字符数组cbuf写入到输出流。
• void write(char[] cbuf, int off, int len)：把字符数组cbuf中从下标off开始，长度为len的字符写入到输出流。
• void write(String str)：将字符串str中的字符写入输出流。
• void write(String str,int off,int len)：将字符串str 中从索引off开始处的len个字符写入输出流。
• void flush()：刷空输出流，并输出所有被缓存的字符。由于某些流支持缓存功能，该方法将把缓存中所有内容强制输出到流中。
• void close( )：流操作完毕后必须关闭。

字符缓冲流

BufferedReader和BufferedWriter称为字符缓冲流。

BufferedReader特有方法和构造方法有：

• String readLine()：读取一个文本行，如果因为已经到达流末尾，则返回值null。
• BufferedReader(Reader in)：构造方法，通过一个底层输入流in对象创建缓冲流对象，缓冲区大小是默认的，默认值8192。
• BufferedReader(Reader in, int size)：构造方法，通过一个底层输入流in对象创建缓冲流对象，size指定的缓冲区大小，缓冲区大小应该是2的n次幂，这样可提高缓冲区的利用率。

BufferedWriter特有方法和构造方法主要有：

• void newLine()：写入一个换行符。
• BufferedWriter(Writerout)：构造方法，通过一个底层输出流out 对象创建缓冲流对象，缓冲区大小是默认的，默认值8192。
• BufferedWriter(Writerout, int size)：构造方法，通过一个底层输出流out对象创建缓冲流对象，size指定的缓冲区大小，缓冲区大小应该是2的n次幂，这样可提高缓冲区的利用率。

字节流转换字符流

有时需要将字节流转换为字符流，InputStreamReader和OutputStreamWriter是为实现这种转换而设计的。

InputStreamReader构造方法如下：

• InputStreamReader(InputStream in)：将字节流in转换为字符流对象，字符流使用默认字符集。
• InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)：将字节流in转换为字符流对象，charsetName指定字符流的字符集，字符集主要有：US-ASCII、ISO-8859-1、UTF-8和UTF-16。如果指定的字符集不支持会抛出UnsupportedEncodingException异常。

OutputStreamWriter构造方法如下：

• OutputStreamWriter(OutputStream out)：将字节流out转换为字符流对象，字符流使用默认字符集。
• OutputStreamWriter(OutputStream out,String charsetName)：将字节流out转换为字符流对象，charsetName指定字符流的字符集，如果指定的字符集不支持会抛UnsupportedEncodingException异常。