Java基础之IO流（二）

I/O 工作原理

磁盘I/O

tips: DMA：全称叫直接内存存取（Direct Memory Access），是一种允许外围设备（硬件子系统）直接访问系统主内存的机制。基于 DMA 访问方式，系统主内存与硬件设备的数据传输可以省去CPU 的全程调度

特点

读写操作基于系统调用实现
读写操作经过用户缓冲区，内核缓冲区，应用进程并不能直接操作磁盘
应用进程读操作时需阻塞直到读取到数据

网络I/O

特点

网络I/O读写操作经过用户缓冲区，Sokcet缓冲区
服务端线程在从调用recvfrom开始到它返回有数据报准备好这段时间是阻塞的，recvfrom返回成功后，线程开始处理数据报

字节流

在上一篇中，我们一直都是在操作文件或者文件夹，并没有给文件中写任何数据。现在我们就要开始给文件中写数据，或者读取文件中的数据

字节输出流OutputStream

OutputStream此抽象类，是表示输出字节流的所有类的超类。操作的数据都是字节，定义了输出字节流的基本共性功能方法输出流中定义都是写write方法

FileOutputStream类

OutputStream有很多子类，其中子类FileOutputStream可用来写入数据到文件 FileOutputStream类，即文件输出流，是用于将数据写入 File 的输出流

将数据写到文件中

/**
 * 将数据写到文件中
 */
public static void test1() throws IOException {
    // 创建存储数据的文件
    File file = new File("e:\file.txt");
    // 创建一个用于操作文件的字节输出流对象。一创建就必须明确数据存储目的地。
    // 输出流目的是文件，会自动创建。如果文件存在，则覆盖。
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
    // 写入数据
    byte[] data = "abcde".getBytes();
    // 调用父类的write方法
    fos.write(data);
    // 关闭流资源
    fos.close();
}

我们直接new FileOutputStream(file)这样创建对象，写入数据，会覆盖原有的文件，那么我们想在原有的文件中续写内容怎么办呢？

给文件中续写数据和换行

/**
 * 给文件中续写数据和换行
 */
public static void test2() throws IOException {
    File file = new File("e:\file.txt");
    // append true 表示可追加，默认是false
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file, true);
    String str = "rn" + "Hello";
    // 调用父类的write方法
    fos.write(str.getBytes());
    // 关闭流资源
    fos.close();
}

字节输入流InputStream

InputStream此抽象类，是表示字节输入流的所有类的超类，定义了字节输入流的基本共性功能方法

int read():读取一个字节并返回，没有字节返回-1
int read(byte[]): 读取一定量的字节数，并存储到字节数组中，返回读取到的字节数

FIleInputStream 类

InputStream有很多子类，其中子类FileInputStream可用来读取文件内容 FileInputStream 从文件系统中的某个文件中获得输入字节

在读取文件中的数据时，调用read方法，实现从文件中读取数据如果返回的是-1，说明流已经读完了

读取文件内容

/**
 * 读取文件内容
 */
public static void test3() throws IOException {
    File file = new File("e:\file.txt");
    // 创建一个字节输入流对象,必须明确数据源，其实就是创建字节读取流和数据源相关联。
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    // 读取数据。使用 read() 一次读一个字节。
    int ch = 0;
    // 循环读取内容
    while ((ch = fis.read()) != -1) {
        System.out.println("ch = " + (char)ch);
    }
    // 关闭资源
    fis.close();

    //ch = a
    //ch = b
    //ch = c
    //ch = d
    //ch = e
    //ch =
    //ch =
    //
    //ch = H
    //ch = e
    //ch = l
    //ch = l
    //ch = o
}

读取数据read(byte[])方法在读取文件中的数据时，调用read方法，每次只能读取一个，太麻烦了，于是我们可以定义数组作为临时的存储容器，这时可以调用重载的read方法，一次可以读取多个字符，返回读取到的位置。如果是-1说明读完了

/**
 * 读取文件内容
 * read(byte[] b)
 */
public static void test4() throws IOException {
    File file = new File("e:\file.txt");
    // 创建一个字节输入流对象,必须明确数据源，其实就是创建字节读取流和数据源相关联。
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    // 创建一个字节数组，长度可以定义成1024的整数倍。
    byte[] buf = new byte[1024];
    int len = 0;
    // 循环读取内容
    while ((len = fis.read(buf)) != -1) {
        System.out.println(new String(buf, 0 ,len));
    }
    // 关闭资源
    fis.close();

    //abcde
    //Hello
}

字节流复制图片

/**
 * 字节流复制图片
 */
public static void test5() throws IOException {
    // 1. 明确源和目的
    File srcFile = new File("e:\1.jpg");
    File destFile = new File("e:\1copy.jpg");

    // 2. 明确字节流 输入流和源相关联，输出流和目的关联
    FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);

    // 3. 使用输入流的读取方式读取字节，并将字节写入到目的中
    // 先定义一个缓冲区
    byte[] buf = new byte[1024];
    int len = 0;

    // 循环读取
    while ((len = fis.read(buf)) != -1) {
        // 将数组中的指定长度的数据写入到输出流中
        fos.write(buf, 0, len);
    }

    // 4. 关闭资源，先开后关原则
    fos.close();
    fis.close();
}

字符流

在操作过程中字节流可以操作所有数据，可是当我们操作的文件中有中文字符，并且需要对中文字符做出处理时怎么办呢? 我们读取中文打印再控制台的时候是一个个字节一个字节是-127 到128的，那如果我们要直接打印中文的话，就需要用到字符流了

字符输入流Reader

我们读取拥有中文的文件时，使用的字节流在读取，那么我们读取到的都是一个一个字节。只要把这些字节去查阅对应的编码表，就能够得到与之对应的字符。API中是否给我们已经提供了读取相应字符的功能流对象，Reader，读取字符流的抽象超类

read():读取单个字符并返回
read(char[]):将数据读取到数组中，并返回读取的个数

FileReader类

用于读取诸如图像数据之类的原始字节流。要读取字符流，请考虑使用 FileReader

/**
 * 读取中文
 */
public static void readText() throws IOException {
    FileReader fr = new FileReader("e:\a.txt");
    int ch = 0;
    while ((ch = fr.read()) != -1) {
        // 输出字符对应的编码值
        System.out.println(ch);
        // 输出字符本身
        System.out.println((char)ch);
    }

    //20170
    //今
    //22825
    //天
    //22810
    //多
    //20113
    //云
    //65292
    //，
    //23567
    //小
    //38632
    //雨
}

/**
 * 写入中文
 */
public static void writeText() throws IOException {
    File file = new File("e:\a.txt");
    if (!file.exists()) {
        file.createNewFile();
    }
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
    fos.write("今天多云，小雨".getBytes());
    fos.close();
}

字符输入流Writer

既然有专门用于读取字符的流对象，那么肯定也有写的字符流对象

FileWriter类

flush():将流中的缓冲区缓冲的数据刷新到目的地中，刷新后，流还可以继续使用 close():关闭资源，但在关闭前会将缓冲区中的数据先刷新到目的地，否则丢失数据，然后在关闭流。流不可以使用。如果写入数据多，一定要一边写一边刷新，最后一次可以不刷新，由close完成刷新并关闭

写入字符到文件中，先进行流的刷新，再进行流的关闭

/**
 * 写入字符到文件中，先进行流的刷新，再进行流的关闭
 */
public static void test7() throws IOException {
    // 验收 FileWriter 用于操作文件的便捷类
    FileWriter fw = new FileWriter("e:\fw.txt");
    // 这些文字都要先编码。都写入到了流的缓冲区中
    fw.write("写入字符到文件中，先进行流的刷新，再进行流的关闭");
    // 刷新
    fw.flush();
    // 关闭之前需要刷新
    fw.close();
}