十一、I/O流（阶段三）

一、什么是流

什么是流(Stream)，流就是一系列的数据（像01010001010010这种）

当不同的介质之间有数据交互的时候，JAVA就使用流来实现。
数据源可以是文件，还可以是数据库，网络甚至是其他的程序

比如读取文件的数据到程序中，站在程序的角度来看，就叫做输入流
输入流： InputStream
输出流：OutputStream

二、流的分类

1、按数据流的方向不同：输入流，输出流。

（1）通常程序需要从外部获取/输出信息
          这个“外部”范围很广，包括诸如键盘、显示器、文件、磁盘、网络、另外一个程序等。
          “信息”也可以是任何类型的，例如一个对象、一串字符、图像、声音等。
（2）通过使用java.io包中的输入/输出流类就可以达到输入输出信息的目的

输入是指数据流入程序。
输出是指数据从程序流出。

2、按处理数据单位不同：字节流，字符流。

（1） 字节流：数据流中最小的数据单元是字节。
（2）字符流：数据流中最小的数据单元是字符， Java中的字符是Unicode编码，一个字符占用两个字节。

3、按功能不同：节点流，处理流。

（1）程序用于直接操作目标设备所对应的类叫节点流。
（2）程序通过一个间接流类去调用节点流类，以达到更加灵活方便地读写各种类型的数据，这个间接流类就是处理流。

 

4、节点流与处理流的区别

（1）节点流是低级流,直接跟数据源相接。

　　  处理流(也叫包装流)把节点流包装了一层,属于修饰器设计模式，不会直接与数据源相连，通过处理流来包装节点流既可以消除不同节点流的实现差异，也可以提供更方便的方法来完成输入输出。

（2）处理流的功能主要体现在以下两个方面:

       1.性能的提高:主要以增加缓冲的方式来提高输入输出的效率。

       2.操作的便捷:处理流可能提供了一系列便捷的方法来一次输入输出大批量的内容,而不是输入/输出一个或多个水滴处理流可以嫁接在任何已存在的流的基础上。

三、节点流

1、节点流类型

（1）File 文件流。对文件进行读、写操作 ：FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream。、
（2）Memory
       1）从/向内存数组读写数据: CharArrayReader与 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream与ByteArrayOutputStream。
       2）从/向内存字符串读写数据 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream。
（3）Pipe管道流。 实现管道的输入和输出（进程间通信）: PipedReader与PipedWriter、PipedInputStream与PipedOutputStream。

 2、节点流执行的图示

四、处理流

1、处理流的类型

- （1）Buffering缓冲流：在读入或写出时，对数据进行缓存，以减少I/O的次数：BufferedReader与BufferedWriter、BufferedInputStream与BufferedOutputStream。
- （2）Filtering 滤流：在数据进行读或写时进行过滤：FilterReader与FilterWriter、FilterInputStream与FilterOutputStream。
- （3）Converting between Bytes and Characters 转换流：按照一定的编码/解码标准将字节流转换为字符流，或进行反向转换（Stream到Reader）：InputStreamReader、OutputStreamWriter。
- （4）Object Serialization 对象流 ：ObjectInputStream、ObjectOutputStream。
- （5）DataConversion数据流： 按基本数据类型读、写（处理的数据是Java的基本类型（如布尔型，字节，整数和浮点数））：DataInputStream、DataOutputStream 。
- （6）Counting计数流： 在读入数据时对行记数 ：LineNumberReader、LineNumberInputStream。
- （7）Peeking Ahead预读流： 通过缓存机制，进行预读 ：PushbackReader、PushbackInputStream。
- （8）Printing打印流： 包含方便的打印方法 ：PrintWriter、PrintStream。

2、处理流执行的图示

3、处理流之--缓冲流

【1】对I/O进行缓冲是一种常见的性能优化，缓冲流为I/O流增加了内存缓冲区，增加缓冲区的两个目的：
（1）允许Java的I/O一次不只操作一个字符，这样提高䇖整个系统的性能；
（2）由于有缓冲区，使得在流上执行skip、mark和reset方法都成为可能。

【2】缓冲流：它是要“套接”在相应的节点流之上，对读写的数据提供了缓冲的功能，
提高了读写的效率，同时增加了一些新的方法。例如：BufferedReader中的readLine方法，
BufferedWriter中的newLine方法。

【3】J2SDK提供了4种缓存流，常用的构造方法为：

//字符输入流
BufferedReader(Reader in)//创建一个32字节的缓冲区
BufferedReader(Reader in, int size)//size为自定义缓存区的大小

//字符输出流
BufferedWriter(Writer out)
BufferedWriter(Writer out, int size)

//字节输入流
BufferedInputStream(InputStream in)
BufferedInputStream(InputStream in, int size)

//字节输出流
BufferedOutputStream(OutputStream in)
BufferedOutputStream(OutputStream in, int size)

【4】其他
（1）缓冲输入流BufferedInputSTream除了支持read和skip方法意外，还支持其父类的mark和reset方法;
（2）BufferedReader提供了一种新的ReadLine方法用于读取一行字符串（以 或 分隔）;
（3）BufferedWriter提供了一种新的newLine方法用于写入一个行分隔符;
（4）对于输出的缓冲流，BufferedWriter和BufferedOutputStream，写出的数据会先在内存中缓存，
使用flush方法将会使内存的数据立刻写出。

示例1：

import java.io.*;
public class TestBufferStream1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      FileInputStream fis = new FileInputStream(
          "d:\JavaProject\demo13\ProcessingStream\TestBufferStream1.java");
      BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
      int c = 0;
      System.out.println((char)bis.read());
      System.out.println((char)bis.read());
      bis.mark(100);/*在当前输入流的当前位置上做一个标志，允许最多再读入100个字节*/
      for(int i=0;i<=10 && (c=bis.read())!=-1;i++){
        System.out.print((char)c+" ");
      }
      System.out.println(); 
      bis.reset();/*把输入指针返回到以前所做的标志处*/
      for(int i=0;i<=10 && (c=bis.read())!=-1;i++){
        System.out.print((char)c+" ");
      }
      bis.close();
    } catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
  }
}

示例2：

import java.io.*;
public class TestBufferStream2
{
    public static void main(String[] args)
    {
    try{
    BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("D:\JavaProject\demo13\BufferStream\dat2.txt"));
    BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("D:\JavaProject\demo13\BufferStream\dat2.txt"));
    String s = null;
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        s = String.valueOf(Math.random());//产生一个小于1的正的随机数，并转换成字符串形式
        bw.write(s);//把字符串s写入到dat2.txt文件中
        bw.newLine();//写入一个行分隔符
    }
    bw.flush();//使用flush方法将会使内存的数据立刻写出

    while((s=br.readLine()) != null)
    {
        System.out.println(s);
    }
    bw.close();
    br.close();
    }
    catch(IOException e)
    {
        e.printStackTrace();
    }

    }
}