什么是I/O 流,如何分類

什么是I/O 流,如何分類

Java的核心庫http://java.io提供了全面的I/O接口。所謂I/O其實是Input和Output的縮寫,在Java中,I/O指的是通過數據流、序列化和文件系統提供系統的輸入和輸出。

Java中的I/O是以流為基礎實現輸入/輸出的,流是一個很形象的概念,當程序需要讀取數據(Input)時,就會開啟一個通向數據源的流,這個數據源可以是文件、內存,或者網絡連接;當程序需要寫入數據(Output)時,就會開啟一個通向目的地的流。數據好像在其中“流”動一樣。所以,我們會經常聽到I/O流這樣的描述。

Java中的I/O是一個非常龐大的體系,下面介紹I/O流的分類。

I/O流的分類方式有許多種,按照流的方向可以分為輸入流和輸出流;按照數據傳輸的單位又可以劃分為字節流和字符流。

1. 輸入流與輸出流

對于輸入和輸出,需要有一個參照物,我們在描述流的方向時,可以把外部輸入設備作為參照物。

當程序要從外部輸入設備,如文件、網絡等讀取數據時,流的方向是外部輸入設備到運行程序,這種方向的I/O流我們稱之為輸入流。

當程序要把數據寫入外部輸入設備時,流的方向是運行程序到外部設備,這種方向的I/O流我們稱之為輸出流,如圖14-1所示。

image.png

2. 字節與字符

I/O流的作用是傳輸數據,根據數據傳輸的單位可以把I/O流分為字節流和字符流。那么什么是字節和字符呢?

在計算機中,數據的最小單位是比特(bit),比特是信息技術中最基本的存儲單元,二進制中的一位就是1 bit。

但是因為比特太小了,所以我們通常在計量數據容量時,會采用字節(Byte)這種計量單位。在大多數計算機系統中,一個字節(Byte)是一個8位(bit)長的數據單位,所以Byte和bit之間的換算關系是 1 Byte=8 bit 。

通常我們也把Byte縮寫成B,隨著存儲容量越來越大,我們也經常使用KB、MB、GB、TB等表示數據容量。

除了以字節為傳輸單位,還有一種常見的傳輸方式——傳輸字符。

字符(Char,Character)是計算機中使用的字母、數字、字和符號,比如A、B、1、$等。

一般情況下,一個英文字符占用1字節,一個漢字字符占用2字節。這只是通常的情況,因為在不同的編碼方式下,字符占用的字節數是不一定的,關于這部分知識,我們在第23章中會重點介紹。

因為一個字符至少要占用1字節,所以字符是比字節更大的一種計量單位。

3. 字節流與字符流

在I/O流中,傳輸的數據類型是字節(Byte)的就是字節流,傳輸的數據類型是字符(Char)的就是字符流。

在Java中,操作字節類型的數據的主要操作類是OutputStream和InputStream的子類,操作字符類型的數據的主要操作類是Reader和Writer的子類。

如果按照流向來區分這四種類,那么InputStream和Reader是輸入流,而OutputStream和Writer是輸出流,如表所示。

image.png

4. 字節流與字符流的互相轉換

在Java的I/O體系中,除了字節流、字符流需要用的這四種I/O相關的類,還存在一組字節流—字符流的轉換類。也就是說,字節流和字符流之間是可以相互轉換的,當我們想要把字符流轉成字節流時,可以使用OutputStreamWriter;當我們想要把字節流轉成字符流時,可以使用InputStreamReader。

OutputStreamWriter:Writer的子類,是字符流通向字節流的橋梁,將輸出的字符流變為字節流,即將一個字符流的輸出對象變為字節流輸出對象。其用法如下:

public static void main(String[] args) throws IOException {
File f = new File("io.txt");
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(f),"UTF-8");
osw.write(" 字符轉成字節輸出");
osw.close();
}

InputStreamReader:Reader的子類,是字節流通向字符流的橋梁,將輸入的字節流變為字符流,即將一個字節流的輸入對象變為字符流的輸入對象。其用法如下:

public static void main(String[] args) throws IOException {
File f = new File("io.txt");
InputStreamReader inr = new InputStreamReader(new FileInputStream(f),"UTF-8");
char[] buf = new char[1024];
int len = inr.read(buf);
System.out.println(new String(buf,0,len));
inr.close();
}
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