java基础之I/O

一、概述

I/O的本质是通信。

有多种源端和接收端：文件（硬盘）、键盘/控制台、网络链接等
有多种不同的通信方式：顺序、随机存取、缓冲、二进制、按字符、按行、按字等。
java设计了大量的类来解决这个通信问题。

在电脑上的数据有三种存储方式，一种是外存，一种是内存，一种是缓存。缓存用于提升计算机工作效率。
将数据冲外存中读取到内存中的称为输入流，将数据从内存写入外存中的称为输出流。

I/O类图：
java基础之I/O

二：File类

1、概述：
既能代表一个文件的名称，也能代表一个目录。
File f1 = new File(“c:\java\demo.txt”); File f2 = new File(“c:\java”);

2、各种方法：
1：创建。

2 ：删除。

3：获取.

4 ：判断：

5 ：重命名。

boolean renameTo(File dest) ：可以实现移动的效果: 剪切 +重命名。

6.目录的操作:

当要获取所有文件目录包括子目录时，可以采用递归的方式：

     public static void showDir(File dir,int level)
     {        
          System.out.println(getLevel(level)+dir.getName());
          level++;
          File[] files = dir.listFiles();
          for(int x=0; x<files.length; x++)
          {
               if(files[x].isDirectory())
                    showDir(files[x],level);
               else
                    System.out.println(getLevel(level)+files[x]);
          }
     }

     public static String getLevel(int level)
     {
          StringBuilder sb = new StringBuilder();
          sb.append("|--");
          for(int x=0; x<level; x++)
          {
               //sb.append("|--");
               sb.insert(0,"| ");
          }
          return sb.toString();
     }

三、RandomAcessFile类：

非流类，主要提供随机访问文件的功能，内部封装了格式化输入输出流（DataInputStream和DataOutputStream）,必须文件的结构是已知的，才能使用本类来操作。

使用方法：通过getFilePointer获取指针位置，利用seek（）方法在文件中移动指针
可以指定操作模式：只读或读写。读写时，如果文件存在，不会像File，PrintWriter那样覆盖。

提供了如下方法：
（1）RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(“file”,”r或者rw”);
（2）raf.seek(long pos); 把文件指针设定在pos处
（3）long raf.getFilePointer():返回文件指针
（4）long raf.length();返回长度
（5）raf.skipBytes(long);

四、字节流

InputStream接口提供的方法：

OutputStream提供了如下方法：

五、字符流

与字节流的对比：

Reader：用于读取字符流的抽象类。子类必须实现的方法只有 read(char[], int, int) 和 close()。

read()返回的值为int型，是读入该char[]数组的字符数，不同于字节流的单个字节的int值。

Writer：写入字符流的抽象类。子类必须实现的方法仅有 write(char[], int, int)、flush() 和 close()。

编码问题：

在Java中，字符串用统一的Unicode编码，每个字符占用两个字节，与编码有关的两个主要函数为：

getBytes

new String

流编码过程：

Unicode统一采用2个字节编码，UTF-8是Unicode的改进，原本ASCII码的字符还是一个字节。

Unicode与各编码之间的直接转换

Unicode与各编码之间的交叉转换
在上面直接转换中，由字符串（Unicode）生成的字节数组，在构造回字符串时，使用的是正确的编码集合，如果使用的不是正确的编码集合会怎样呢？会正确构造吗？如果不能正确构造能有办法恢复吗？会信息丢失吗？
能够正确显示的中间不正确转换

六、装饰器之转换流

InputStreamReader和InputStreamWriterInputStreamReader：
以字节流为数据源，经过编码后变成字符。编码方式如未指定，使用的是系统默认的编码表。

InputStreamReader in2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("Reader.txt"),"UTF-8");

七、装饰器之缓冲功能：

BufferedInputStream和BufferedOutputStream：

缓冲流作为过滤流的中间层，构建缓冲区,提高效率

BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("1.txt"));
BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("1.txt"));

BufferedReader 和BufferedWriter :

特点：提供了readLine()方法，可以一行一行地读取文本。

    FileReader fr = new FileReader("bufdemo.txt");
    BufferedReader bufr  = new BufferedReader(fr);
    String line = null;
    while((line=bufr.readLine())!=null)
    { 
        System.out.println(line); //readLine方法返回的时候是不带换行符的。
    }
    bufr.close();



    FileWriter fw = new FileWriter("bufdemo.txt");
    BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(fw);//让缓冲区和指定流相关联。
    for(int x=0; x<4; x++)
    {
        bufw.write(x+"abc");
        bufw.newLine(); //写入一个换行符，这个换行符可以依据平台的不同写入不同的换行符。
        bufw.flush();//对缓冲区进行刷新，可以让数据到目的地中。
    }
    bufw.close();//关闭缓冲区，其实就是在关闭具体的流。

八、文件的读写：文件流：

根据文件的类型选择相应的流对象：

文本文件选用字符流，其他选择字节流。且为提高效率，多用缓冲功能。输出流多采用打印流简化书写。

字节流：FileInputStream和FileOutputStream：

BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("c:\\1.bmp"));
PrintStream out = new PrintStream("d:\\1.bmp",true);

字符流：FileReader和FileWriter
写文本文件时，若需指定编码表，则使用FileWriter+转换流，若无需指定，使用PrintWriter简化书写。

BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("c:\\1.txt"));
PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("d:\\1.txt"));//使用默认编码表编码，若文件存在，则覆盖。

九、标准输入输出：

System.in：键盘录入封装成一个InputStream，常用转换流转换成字符，一行行读取
System.out: 控制台输出，封装成一个OutputStream，提供了print和println方法。

十、数据格式化输入输出流：

DataInputStream和DataOutputStream

实现了DataInput和DataOutput接口的类。
DataInput提供了如下方法：
（1）Xxx readXxx();读取基本数据类型
（2）int read(byte[]b);读取至字节数组中，返回实际读取的长度
（3）readChar()读取一个字符即两个字节
（4）String readUTF();

DataOutput提供了如下方法：
（1）void wrtieXxx(Xxx )写入基本数据类型
（2）void writeBytes(String)能够以字节方式写入String，随后可以用read读取。
（3）void writeChars(String)以字符方式写入，一个字符是两个字节
（4）void writeUTF(String );

十一、打印流

PrintStream和PrintWriter: 简化了书写，且指定输出流时，可定义自动刷新

PrintStream out = new PrintStream(OutputStream o,boolean autoflush);
提供了方法：
out.print(Xxx);
out.println(Xxx);

十二、序列流

序列流，作用就是将多个读取流合并成一个读取流。实现数据合并。
表示其他输入流的逻辑串联。它从输入流的有序集合开始，并从第一个输入流开始读取，直到到达文件末尾，接着从第二个输入流读取，依次类推，直到到达包含的最后一个输入流的文件末尾为止。
这样做，可以更方便的操作多个读取流，其实这个序列流内部会有一个有序的集合容器，用于存储多个读取流对象。

SequenceInputStream(InputStream s1, InputStream s2)
SequenceInputStream(Enumeration<? extends InputStream> e)

对象的构造函数参数是枚举，想要获取枚举，需要有Vector集合，但不高效。需用ArrayList，但ArrayList中没有枚举，只有自己去创建枚举对象。
但是方法怎么实现呢？因为枚举操作的是具体集合中的元素，所以无法具体实现，但是枚举和迭代器是功能一样的，所以，可以用迭代替代枚举。

合并原理：多个读取流对应一个输出流。
切割原理：一个读取流对应多个输出流。

十二、操作对象的流与对象序列化

目的：将一个具体的对象进行持久化，写入到硬盘上。
注意：静态数据不能被序列化，因为静态数据不在堆内存中，是存储在静态方法区中。
如何将非静态的数据不进行序列化？用transient 关键字修饰此变量即可。

Serializable：用于启动对象的序列化功能，可以强制让指定类具备序列化功能，该接口中没有成员，这是一个标记接口。这个标记接口用于给序列化类提供UID。这个uid是依据类中的成员的数字签名进行运行获取的。如果不需要自动获取一个uid，可以在类中，手动指定一个名称为serialVersionUID id号。依据编译器的不同，或者对信息的高度敏感性。最好每一个序列化的类都进行手动显示的UID的指定。

相关流：ObjectInputStream和ObjectOutputStream：
对象流实现了DataInput和DataOutput接口
对于对象：
（1）writeObject(Object);
（2）Object readObject(); 读取后需要强制类型转换
对于基本类型：使用readXxx和writeXxx方法

十三、管道流

管道读取流和管道写入流可以像管道一样对接上，管道读取流就可以读取管道写入流写入的数据。
注意：需要加入多线程技术，因为单线程，先执行read，会发生死锁，因为read方法是阻塞式的，没有数据的read方法会让线程等待。

    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        PipedInputStream pipin = new PipedInputStream();
        PipedOutputStream pipout = new PipedOutputStream();
        pipin.connect(pipout);
        new Thread(new Input(pipin)).start();
        new Thread(new Output(pipout)).start();
    }