IO流 详细介绍（秒懂百科）

一、IO流概述

1.IO：输入(Input读取数据)/输出(Output写数据)

2.流：是一种抽象概念，是对数据传输的总称,也就是说数据在设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，IO流就是用来处理设备间数据传输问题的。

3.常见的应用：文件上传、下载、复制等。

文件通常是由一连串的字节或字符构成，组成文件的字节序列称为字节流，组成文件的字符序列称为字符流。Java中根据流的方向可以分为输入流和输出流。输入流是将文件或其它输入设备的数据加载到内存的过程；输出流恰恰相反，是将内存中的数据保存到文件或其他输出设备，详见下图：

 二、IO流分类

2.1  根据数据流向分类：  

输入流：读数据  将硬盘中的数据读取到内存中  

输出流：写数据  将程序中的数据写入到硬盘中

2.2  按照数据类型来分：

字节流： 字节输入流/字节输出流  

字符流： 字符输入流/字符输出流

2.3  IO流应用场景：  

纯文本文件，优先使用字符流  

图片、视频、音频等二进制文件，优先使用字节流  

不确定文件类型，优先使用字节流，字节流是万能的流

2.4  InputStream(字节输入流)、OutputStream(字节输出流)、Reader(字符输入流)、Writer(字符输出流)

2.4.1  InputStream(字节输入流)

InputStream是字节输入流，InputStream是一个抽象类，所有继承了InputStream的类都是字节输入流，主要了解以下子类即可：

主要方法介绍： 

2.4.2  OutputStream(字节输出流)

主要方法介绍： 

2.4.3  Reader(字符输入流)

所有继承了Reader都是字符输入流

主要方法介绍：

 2.4.4  Writer(字符输出流)

所有继承了Writer都是字符输出流

主要方法介绍：

 三、文件流

3.1  FileInputStream(文件字节输入流)

FileInputStream:从文件系统中的文件获取输入字节;

FileInputStream(String name):通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream,该文件有文件系统中的路径名name命名;

步骤：

1.创建字节输入流对象

2.调用字节输入流对象的读数据方法

3.释放资源

字节流读取数据：

InputStream in = new FileInputStream("d:/a.txt");
 
int c = 0;
while((c = in.read()) != -1){
    System.out.println(c);
}
 
in.close();

上述代码在执行时：如果在执行in.read()时没有读取到末尾，即文件还有可读取的数据，in.read()方法会返回下一个可用字节的整数值（0-255之间）。如果已经读取到了文件末尾，in.read()方法会返回-1。

3.2  FileOutputStream(文件字节输出流)

字节流写入数据常用的三种方式： 

void write(byte[] b, int off, int len)是Java中OutputStream类的一个方法，用于将指定字节数组中的一部分数据写入输出流。

参数解释：

• b：要写入的字节数组。
• off：写入的起始偏移量，即从数组的第off个位置开始写入数据。
• len：要写入的字节数，即写入b数组中从off位置开始的连续len个字节。

如何追加写入数据：

字节流写入数据通过 new FileOutputStream(new File("mayikt.txt"), true); 表示追加写入数据。 如果第二个参数为true，则字节流写入文件的末尾。此方法通过在构造FileOutputStream对象时将第二个参数设置为true来实现追加写入。

InputStream in = new FileInputStream("d:/a.txt");
OutputStream out = new FileOutputStream("d:/aa.txt");
 
int c = 0;
while((c = in.read()) != -1){
    out.write(c);
}
 
in.close();
out.close();

一次读取1024个byte，一个kb: 

import java.io.*;
 
public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        InputStream is = new FileInputStream("d:/apache-tomcat-8.5.75.zip");
        OutputStream os = new FileOutputStream("d:/tomcat.zip",true);//append:true 追加
        byte[] b = new byte[1024];
        int len = 0;
 
        while ( (len = is.read(b)) != -1 ){
            os.write(b,0,len);
        }
 
        //关闭IO流管道 关闭的时候会有刷新作用
        is.close();
        os.close();
    }
}

3.3  FileReader(文件字符输入流)

FileReader是一字符为单位读取文件，也就是一次读取两个字节，如：

Reader r = new FileReader("E:/a.txt");
int c = 0;
while((c = r.read()) != -1){
    char ch = (char)c;
    System.out.println(ch);
}
r.close();

3.4  FileWriter(文件字符输出流)

Reader r = new FileReader("d:/a.txt");
Writer w = new FileWriter("d:/aaa.txt",true);
int c = 0;
while((c = r.read()) != -1){
    char ch = (char)c;
    w.write(ch);
}
r.close();
w.close();

四、缓冲流

传统方式一个字节一个字节读取或者写入数据，会频繁的发生系统内核调用（用户态→内核态切换）效率非常低。

我们可以使用字节缓冲流，缓冲区是一个内存区域的概念，类似于池子 以“快”的形似写入或者读取数据 减少系统调用频率。

构造函数传递字节流对象，不是文件路径，缓冲流提供了一个缓冲区 做了封装以块的形式读写数据，读写数据还是依赖于字节流对象。

注意：字节缓冲流的缓冲区大小默认是8K，即：8192字节

缓冲流主要是为了提高效率而存在的，减少物理读取次数，缓冲流主要有：BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter，并且BufferedReader提供了实用方法readLine()，可以直接读取一行，BufferWriter提供了newLine()可以写换行符。

4.1  采用字节缓冲流改造文件复制代码

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("d:/SOFT/CentOS-7-x86_64-Minimal-2009.zip"));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("d:/centos.zip"));
 
byte[] arr = new byte[1024];
int len = 0;
while ( (len = bis.read(arr)) != -1 ){
    bos.write(arr,0,len);//将 arr 数组中的内容从0的位置到len的位置 放到bos中
}
 
bis.close();
bos.close();

可以显示的调用flush，flush的含义是刷新缓冲区,也就是将缓存区中的数据写到磁盘上，不再放到内存里了,在执行os.close()时，其实默认执行了os.flush(),我们在这里可以不用显示的调用

4.2  采用字符缓冲流改造文件复制代码 

BufferedReader r = new BufferedReader(new FileReader("d:/abc/a.txt"));
BufferedWriter w = new BufferedWriter(new FileWriter("d:/abc/b.txt"));
 
String line = null;
while( (line = r.readLine()) != null ){
    w.write(line+"\n");
}
r.close();
w.close();

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
 
public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"));
             BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
 
            String line; // 用于存储读取的每一行内容的变量
 
            // 循环读取input.txt文件中的每一行内容，直到读取到文件末尾为止
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                writer.write(line); // 将读取到的内容写入output.txt文件
                writer.newLine(); // 写入换行符
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace(); // 异常处理，打印出错信息
        }
    }
}