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Java IO基础

Java IO 的原理

IO是input和output的缩写,IO技术是非常实用的技术,用于处理设备之间的数据传输。例如读写文件,网络通讯等等。

Java程序中,对于数据的输入输出都是以“流(stream)”的方式进行

java。io包下提供了各种流的接口和类,用以获取不同种类的数据,并通过标准的方法输入或输出数据。

流的分类:

  • 按照操作数据单位,分为字节流和字符流
  • 按照数据流向:输入流和输出流
  • 按照流的角色:节点流和处理流
抽象基类 字节流 字符流
输入流 InputStream Reader
输出流 OutputStream Writer

字符流读写文件

读取文件

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public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("IO/src/main/resources/1.txt");
System.out.println(file.getAbsolutePath());
FileReader fileReader = new FileReader(file);
int read = fileReader.read(); //返回读入的字符,如果达到文件末尾则返回-1
while(read != -1){
System.out.println((char) read);
read = fileReader.read();
}
fileReader.close();
}

写出文件

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@Test
public void fileWriteTest() throws IOException{
File file = new File("src/main/resources/1.txt");
FileWriter fileWriter = new FileWriter(file,true); //是否追加
fileWriter.write("你好\n"); //覆盖
fileWriter.close(); // 流的关闭
}

读写文件(文本文件)

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@Test
public void fileCopyTest() throws IOException{
File file1 = new File("src/main/resources/1.txt");
File file2 = new File("src/main/resources/2.txt");
FileReader fileReader = new FileReader(file1);
FileWriter fileWriter1 = new FileWriter(file2);

char[] chars = new char[5];
int len;
while((len = fileReader.read(chars)) != -1){
fileWriter1.write(chars,0,len);
}

fileReader.close();
fileWriter1.close();
}

字节流读写文件

读写非文本文件

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@Test
public void jpgCopyTest() throws IOException{
File file1 = new File("src/main/resources/1.jpg");
File file2 = new File("src/main/resources/2.jpg");
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file1);
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file2);

byte[] chars = new byte[5];
int len;
while((len = fileInputStream.read(chars)) != -1){
fileOutputStream.write(chars,0,len);
}

fileInputStream.close();
fileOutputStream.close();
}

使用缓冲流读写文件

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@Test
public void bufferTest() throws IOException{
File file1 = new File("src/main/resources/1.jpg");
File file2 = new File("src/main/resources/2.jpg");
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file1);
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file2);

BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream);
BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);

byte[] chars = new byte[10];
int len;
while((len = bufferedInputStream.read(chars)) != -1){
bufferedOutputStream.write(chars,0,len);
}

bufferedInputStream.close();
bufferedOutputStream.close();
fileInputStream.close();
fileOutputStream.close();
}

提高读写速度的原因,内部提供了一个缓冲区

处理流就是套接在已有的流的基础之上的流

转换流

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FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file1);
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file2);

InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(fileInputStream, "UTF-8");
OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(fileOutputStream);

将字节流转换为字符流

其他流

标准输入输出流

system.in标准输入流,从控制台的键盘输入,类型是InputStream

System.out标准输出流,输出到控制台,类型是PrintStream

打印流

printStream打印字符

printWriter打印字节

实现将基本数据类型转化为字符输出提供了一系列的print()

数据流

DataInputStream

DataOutputStream

数据输入输出流

NIO和IO(转载)

简介

NIO即New IO,也可以理解为Non-blocking。这个库是在JDK1.4中才引入的。NIO和IO有相同的作用和目的,但实现方式不同,NIO主要用到的是块,所以NIO的效率要比IO高很多。在Java API中提供了两套NIO,一套是针对标准输入输出NIO,另一套就是网络编程NIO。

两者区别

IO NIO
面向流 面向缓冲
阻塞IO 非阻塞IO
选择器
  • 面向流与面向缓冲

    Java IO和NIO之间第一个最大的区别是,IO是面向流的,NIO是面向缓冲区的。 Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节,直至读取所有字节,它们没有被缓存在任何地方。此外,它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据,需要先将它缓存到一个缓冲区。 Java NIO的缓冲导向方法略有不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区,需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是,还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且,需确保当更多的数据读入缓冲区时,不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。

  • 阻塞与非阻塞IO

    Java IO的各种流是阻塞的。这意味着,当一个线程调用read() 或 write()时,该线程被阻塞,直到有一些数据被读取,或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。Java NIO的非阻塞模式,使一个线程从某通道发送请求读取数据,但是它仅能得到目前可用的数据,如果目前没有数据可用时,就什么都不会获取,而不是保持线程阻塞,所以直至数据变的可以读取之前,该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道,但不需要等待它完全写入,这个线程同时可以去做别的事情。 线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作,所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道(channel)。

  • 选择器(Selectors)

    Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道,你可以注册多个通道使用一个选择器,然后使用一个单独的线程来“选择”通道:这些通道里已经有可以处理的输入,或者选择已准备写入的通道。这种选择机制,使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。

具体内容

NIO可让您只使用一个(或几个)单线程管理多个通道(网络连接或文件),但付出的代价是解析数据可能会比从一个阻塞流中读取数据更复杂。

如果需要管理同时打开的成千上万个连接,这些连接每次只是发送少量的数据,例如聊天服务器,实现NIO的服务器可能是一个优势。同样,如果你需要维持许多打开的连接到其他计算机上,如P2P网络中,使用一个单独的线程来管理你所有出站连接,可能是一个优势。一个线程多个连接的设计方案如下图所示:

img

Java NIO: 单线程管理多个连接

如果你有少量的连接使用非常高的带宽,一次发送大量的数据,也许典型的IO服务器实现可能非常契合。下图说明了一个典型的IO服务器设计:

img

Java IO: 一个典型的IO服务器设计- 一个连接通过一个线程处理.

来源 https://www.cnblogs.com/xiaoxi/p/6576588.html