什么是I/O 流,如何分类

什么是I/O 流,如何分类

Java的核心库http://java.io提供了全面的I/O接口。所谓I/O其实是Input和Output的缩写,在Java中,I/O指的是通过数据流、序列化和文件系统提供系统的输入和输出。

Java中的I/O是以流为基础实现输入/输出的,流是一个很形象的概念,当程序需要读取数据(Input)时,就会开启一个通向数据源的流,这个数据源可以是文件、内存,或者网络连接;当程序需要写入数据(Output)时,就会开启一个通向目的地的流。数据好像在其中“流”动一样。所以,我们会经常听到I/O流这样的描述。

Java中的I/O是一个非常庞大的体系,下面介绍I/O流的分类。

I/O流的分类方式有许多种,按照流的方向可以分为输入流和输出流;按照数据传输的单位又可以划分为字节流和字符流。

1. 输入流与输出流

对于输入和输出,需要有一个参照物,我们在描述流的方向时,可以把外部输入设备作为参照物。

当程序要从外部输入设备,如文件、网络等读取数据时,流的方向是外部输入设备到运行程序,这种方向的I/O流我们称之为输入流。

当程序要把数据写入外部输入设备时,流的方向是运行程序到外部设备,这种方向的I/O流我们称之为输出流,如图14-1所示。

image.png

2. 字节与字符

I/O流的作用是传输数据,根据数据传输的单位可以把I/O流分为字节流和字符流。那么什么是字节和字符呢?

在计算机中,数据的最小单位是比特(bit),比特是信息技术中最基本的存储单元,二进制中的一位就是1 bit。

但是因为比特太小了,所以我们通常在计量数据容量时,会采用字节(Byte)这种计量单位。在大多数计算机系统中,一个字节(Byte)是一个8位(bit)长的数据单位,所以Byte和bit之间的换算关系是 1 Byte=8 bit 。

通常我们也把Byte缩写成B,随着存储容量越来越大,我们也经常使用KB、MB、GB、TB等表示数据容量。

除了以字节为传输单位,还有一种常见的传输方式——传输字符。

字符(Char,Character)是计算机中使用的字母、数字、字和符号,比如A、B、1、$等。

一般情况下,一个英文字符占用1字节,一个汉字字符占用2字节。这只是通常的情况,因为在不同的编码方式下,字符占用的字节数是不一定的,关于这部分知识,我们在第23章中会重点介绍。

因为一个字符至少要占用1字节,所以字符是比字节更大的一种计量单位。

3. 字节流与字符流

在I/O流中,传输的数据类型是字节(Byte)的就是字节流,传输的数据类型是字符(Char)的就是字符流。

在Java中,操作字节类型的数据的主要操作类是OutputStream和InputStream的子类,操作字符类型的数据的主要操作类是Reader和Writer的子类。

如果按照流向来区分这四种类,那么InputStream和Reader是输入流,而OutputStream和Writer是输出流,如表所示。

image.png

4. 字节流与字符流的互相转换

在Java的I/O体系中,除了字节流、字符流需要用的这四种I/O相关的类,还存在一组字节流—字符流的转换类。也就是说,字节流和字符流之间是可以相互转换的,当我们想要把字符流转成字节流时,可以使用OutputStreamWriter;当我们想要把字节流转成字符流时,可以使用InputStreamReader。

OutputStreamWriter:Writer的子类,是字符流通向字节流的桥梁,将输出的字符流变为字节流,即将一个字符流的输出对象变为字节流输出对象。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(" 字符转成字节输出");
osw.close();
}

InputStreamReader:Reader的子类,是字节流通向字符流的桥梁,将输入的字节流变为字符流,即将一个字节流的输入对象变为字符流的输入对象。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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