从0开始学编程(19)–java流概念入门

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一个程序, 总要 同人或者同其他程序打交到, 一个同外界没有任何联系的程序是没啥必要的。

同外界进行联系,就需要有输入和输出系统。 显示器, 手机屏幕上显示的东西可以看作是输出, 你在键盘输入东西,或者在手机选择一个图标这些都可以看作一个输入。

除了这些, 你看到一个好的网页, 把他保存起来, 这个过程要写文件或者放到收藏夹, 这些都有将信息从一个地方输出到另外一个地方的过程。

总之输入就是,  外界将东西给你,  输出就是, 你把信息或者东西给外界。我就是你的程序。

可见输入和输出是非常重要的, 我们学习编程不会输入和输出是完全不行的。但是输入和输出是比较抽象, 难懂, 因此找了段别人的流的视频, 大家可以先观看, 重点是把他坚持看完,了解流的常见概念, 看完视频在多查资料, 多找些例子练习,然后在工作中和学习中不断应用,不断实践才能对流比较好的掌握。

上视频地址和密码  http://pan.baidu.com/s/1sjwl0NN    提取密码: w4gc

为了加深理解, 找了写资料放到这里供大家参考

java比较老的流的解释:

Java语言的输入输出功能是十分强大而灵活的,对于数据的输入和输出操作以“流”(stream)的方式进行。JDK提供了各种各样的“流”类,用以获取不同种类的数据,定义在包java.io中。程序中通过标准的方法输入或输出数据。

Java中的流可以从不同的角度进行分类:
按照流的方向不同:分为输入流和输出流。
按照处理数据单位的不同:分为字节流(8位)和字符流(16位)。
按照功能不同:分为节点流和处理流。
节点流:是可以从一个特定的数据源(节点)读写数据的流(例如文件,内存)。就像是一条单一的管子接到水龙头上开始放水。
处理流:是“连接”在已经存在的流(节点流或处理流)之上,通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。就像在已经接了一条管子(节点流)的基础上,又套上几个更粗,具有特殊功能的管子(处理流)对流出的水进一步的处理。

 

下面是一篇很好的 讲解流的概念的文章, 估计初学者没办法一下子看懂, 没关系, 可以反复看, 看视频了, 在回来看,总之没办法一下看懂, 但是必须得看。

深入理解 Java中的 流 (Stream)

个人小站,正在持续整理中,欢迎访问:http://shitouer.cn

小站博文地址:深入理解 Java中的 流(Stream)机制

最近在看《Hadoop:The Definitive Guide》,对其分布式文件系统HDFS的Streaming data access不能理解。基于流的数据读写,太抽象了,什么叫基于流,什么是流?Hadoop是Java语言写的,所以想理解好Hadoop的 Streaming Data Access,还得从Java流机制入手。流机制也是JAVA及C++中的一个重要的机制,通过流使我们能够自由地操作包括文件,内存,IO设备等等中的 数据。

首先,流是什么?

流是个抽象的概念,是对输入输出设备的抽象,Java程序中,对于数据的输入/输出操作都是以“流”的方式进行。设备可以是文件,网络,内存等。

这里写的非常清楚了!!!

流具有方向性,至于是输入流还是输出流则是一个相对的概念,一般以程序为参考,如果数据的流向是程序至设备,我们成为输出流,反之我们称为输入流。

可以将流想象成一个“水流管道”,水流就在这管道中形成了,自然就出现了方向的概念。

非常好, 这个才是流的好的解释。

当程序需要从某个数据源读入数据的时候,就会开启一个输入流,数据源可以是文件、内存或网络等等。相反地,需要写出数据到某个数据源目的地的时候,也会开启一个输出流,这个数据源目的地也可以是文件、内存或网络等等。

流有哪些分类?

可以从不同的角度对流进行分类:

1. 处理的数据单位不同,可分为:字符流,字节流

2.数据流方向不同,可分为:输入流,输出流

3.功能不同,可分为:节点流,处理流

1. 和 2. 都比较好理解,对于根据功能分类的,可以这么理解:

节点流:节点流从一个特定的数据源读写数据。即节点流是直接操作文件,网络等的流,例如FileInputStream和FileOutputStream,他们直接从文件中读取或往文件中写入字节流。

处理流:“连接”在已存在的流(节点流或处理流)之上通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。过滤流是 使用一个已经存在的输入流或输出流连接创建的,过滤流就是对节点流进行一系列的包装。例如BufferedInputStream和 BufferedOutputStream,使用已经存在的节点流来构造,提供带缓冲的读写,提高了读写的效率,以及DataInputStream和 DataOutputStream,使用已经存在的节点流来构造,提供了读写Java中的基本数据类型的功能。他们都属于过滤流。

举个简单的例子:

public static void main(String[] args) throws IOException {
// 节点流FileOutputStream直接以A.txt作为数据源操作
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(“A.txt”);
// 过滤流BufferedOutputStream进一步装饰节点流,提供缓冲写
BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(
fileOutputStream);
// 过滤流DataOutputStream进一步装饰过滤流,使其提供基本数据类型的写
DataOutputStream out = new DataOutputStream(bufferedOutputStream);
out.writeInt(3);
out.writeBoolean(true);
out.flush();
out.close();
// 此处输入节点流,过滤流正好跟上边输出对应,读者可举一反三
DataInputStream in = new DataInputStream(new BufferedInputStream(
new FileInputStream(“A.txt”)));
System.out.println(in.readInt());
System.out.println(in.readBoolean());
in.close();
}

流结构介绍

Java所有的流类位于java.io包中,都分别继承字以下四种抽象流类型。

字节流字符流
输入流InputStreamReader
输出流OutputStreamWriter

1.继承自InputStream/OutputStream的流都是用于向程序中输入/输出数据,且数据的单位都是字节(byte=8bit),如图,深色的为节点流,浅色的为处理流。

 

2.继承自Reader/Writer的流都是用于向程序中输入/输出数据,且数据的单位都是字符(2byte=16bit),如图,深色的为节点流,浅色的为处理流。

常见流类介绍:

节点流类型常见的有:

对文件操作的字符流有FileReader/FileWriter,字节流有FileInputStream/FileOutputStream。

处理流类型常见的有:

缓冲流:缓冲流要“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,提高了读写效率,同事增加了一些新的方法。

字节缓冲流有BufferedInputStream/BufferedOutputStream,字符缓冲流有BufferedReader/BufferedWriter,字符缓冲流分别提供了读取和写入一行的方法ReadLine和NewLine方法。

对于输出地缓冲流,写出的数据,会先写入到内存中,再使用flush方法将内存中的数据刷到硬盘。所以,在使用字符缓冲流的时候,一定要先flush,然后再close,避免数据丢失。

转换流:用于字节数据到字符数据之间的转换。

仅有字符流InputStreamReader/OutputStreamWriter。其中,InputStreamReader需要与InputStream“套接”,OutputStreamWriter需要与OutputStream“套接”。

数据流:提供了读写Java中的基本数据类型的功能。

DataInputStream和DataOutputStream分别继承自InputStream和OutputStream,需要“套接”在InputStream和OutputStream类型的节点流之上。

对象流:用于直接将对象写入写出。

流类有ObjectInputStream和ObjectOutputStream,本身这两个方法没什么,但是其要写出的对象有要求,该对象必须实现Serializable接口,来声明其是可以序列化的。否则,不能用对象流读写。

还有一个关键字比较重要,transient,由于修饰实现了Serializable接口的类内的属性,被该修饰符修饰的属性,在以对象流的方式输出的时候,该字段会被忽略。

 

下面是另外一个 java流的总结文章, 很好, 前面一个流的概念比较清楚,总结的也很好, 下面的有点 是前面的重复, 但是放到这里也有一定阅读价值。

下面文章地址:http://www.cnblogs.com/oubo/archive/2012/01/06/2394638.html

Java IO流学习总结

Java流操作有关的类或接口:

Java流类图结构:

 

流的概念和作用

流是一组有顺序的,有起点和终点的字节集合,是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流,流的本质是数据传输,根据数据传输特性将流抽象为各种类,方便更直观的进行数据操作。

 

IO流的分类

  • 根据处理数据类型的不同分为:字符流和字节流
  • 根据数据流向不同分为:输入流和输出流

字符流和字节流

字符流的由来: 因为数据编码的不同,而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时,去查了指定的码表。 字节流和字符流的区别:

  • 读写单位不同:字节流以字节(8bit)为单位,字符流以字符为单位,根据码表映射字符,一次可能读多个字节。
  • 处理对象不同:字节流能处理所有类型的数据(如图片、avi等),而字符流只能处理字符类型的数据。

结论:只要是处理纯文本数据,就优先考虑使用字符流。 除此之外都使用字节流。

输入流和输出流

对输入流只能进行读操作,对输出流只能进行写操作,程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。

 

Java IO流对象

1.输入字节流InputStreamIO 中输入字节流的继承图可见上图,可以看出:

  1. InputStream 是所有的输入字节流的父类,它是一个抽象类。
  2. ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流,它们分别从Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据,与Piped 相关的知识后续单独介绍。
  3. ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子类都是装饰流(装饰器模式的主角)。

2.输出字节流OutputStream

IO 中输出字节流的继承图可见上图,可以看出:

  1. OutputStream 是所有的输出字节流的父类,它是一个抽象类。
  2. ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是两种基本的介质流,它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据,
  3. ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子类都是装饰流。

3.字节流的输入与输出的对应

 

图中蓝色的为主要的对应部分,红色的部分就是不对应部分。紫色的虚线部分代表这些流一般要搭配使用。从上面的图中可以看出Java IO 中的字节流是极其对称的。“存在及合理”我们看看这些字节流中不太对称的几个类吧!

  1. LineNumberInputStream 主要完成从流中读取数据时,会得到相应的行号,至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的,并不是在原始中有这样一个行号。在输出部分没有对应的部 分,我们完全可以自己建立一个LineNumberOutputStream,在最初写入时会有一个基准的行号,以后每次遇到换行时会在下一行添加一个行 号,看起来也是可以的。好像更不入流了。
  2. PushbackInputStream 的功能是查看最后一个字节,不满意就放入缓冲区。主要用在编译器的语法、词法分析部分。输出部分的BufferedOutputStream 几乎实现相近的功能。
  3. StringBufferInputStream 已经被Deprecated,本身就不应该出现在InputStream 部分,主要因为String 应该属于字符流的范围。已经被废弃了,当然输出部分也没有必要需要它了!还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。
  4. SequenceInputStream 可以认为是一个工具类,将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。完全可以从IO 包中去除,还完全不影响IO 包的结构,却让其更“纯洁”――纯洁的Decorator 模式。
  5. PrintStream 也可以认为是一个辅助工具。主要可以向其他输出流,或者FileInputStream 写入数据,本身内部实现还是带缓冲的。本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。一样可以踢出IO 包!System.out 和System.out 就是PrintStream 的实例!

4.字符输入流Reader

在上面的继承关系图中可以看出:

  1. Reader 是所有的输入字符流的父类,它是一个抽象类。
  2. CharReader、StringReader 是两种基本的介质流,它们分别将Char 数组、String中读取数据。PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据。
  3. BufferedReader 很明显就是一个装饰器,它和其子类负责装饰其它Reader 对象。
  4. FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类,其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰,会增加一个行号。
  5. InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁,它将字节流转变为字符流。FileReader 可以说是一个达到此功能、常用的工具类,在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。后面会有Reader 与InputStream 的对应关系。

5.字符输出流Writer

在上面的关系图中可以看出:

  1. Writer 是所有的输出字符流的父类,它是一个抽象类。
  2. CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流,它们分别向Char 数组、String 中写入数据。PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据,
  3. BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能。
  4. PrintWriter 和PrintStream 极其类似,功能和使用也非常相似。
  5. OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁,它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类(具体可以研究一SourceCode)。功能和使用和OutputStream 极其类似,后面会有它们的对应图。

6.字符流的输入与输出的对应

 

7.字符流与字节流转换

转换流的特点:

  1. 其是字符流和字节流之间的桥梁
  2. 可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符
  3. 可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节

何时使用转换流?

  1. 当字节和字符之间有转换动作时;
  2. 流操作的数据需要编码或解码时。

具体的对象体现:

  1. InputStreamReader:字节到字符的桥梁
  2. OutputStreamWriter:字符到字节的桥梁

这两个流对象是字符体系中的成员,它们有转换作用,本身又是字符流,所以在构造的时候需要传入字节流对象进来。

8.File类

File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象,可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息,包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名,判断指定文件是否存在、获得当前目录 中的文件列表,创建、删除文件和目录等方法。

9.RandomAccessFile类

该对象并不是流体系中的一员,其封装了字节流,同时还封装了一个缓冲区(字符数组),通过内部的指针来操作字符数组中的数据。 该对象特点:

  1. 该对象只能操作文件,所以构造函数接收两种类型的参数:a.字符串文件路径;b.File对象。
  2. 该对象既可以对文件进行读操作,也能进行写操作,在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)

注意:该对象在实例化时,如果要操作的文件不存在,会自动创建;如果文件存在,写数据未指定位置,会从头开始写,即覆盖原有的内容。 可以用于多线程下载或多个线程同时写数据到文件。



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