一、缓冲流
缓冲流也叫高效流,是对四个基本的FileXxx流的增强,所以也是4个流,按照数据类型分为:
字节缓冲流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream
字符缓冲流:BufferedReader,BufferedWriter
缓冲流的基本原理:
在创建流对象是,【会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组】,通过缓冲区读写,减少系统IO次数,从而提高读写的效率。
1.1、字节缓冲输出流
java.io.BufferedOutputStream extends OutputStream
BufferedOutputStream:字节缓冲输出流
继承自父类的共性成员方法:
public void close():关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源
public void flush():刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
public void write(byte[] b):将b.length字节从指定的字节数组写入此输出流
public void write(byte[] b, int off, int len):从指定的字节数组写入len字节,从偏移量off开始输出到此输出流
public abstract void write(int b):将指定的字节输出流
构造方法:
BufferedOutputStream(OutputStream out) 创建一个新的缓冲输出流,以将数据写入指定的底层输出流
BufferedOutputStream(OutputStream out, int size) 创建一个新的缓冲输出流,以将具有指定缓冲区大小的数据写入指定的底层输出流
参数:
OutputStream out:字节输出流
可以传递FileOutputStream,缓冲流会给FileOutputStream增加一个缓冲区,提高FileOutputStream的写入效率
int size:指定缓冲流内部缓冲区的大小,不指定就默认
使用步骤(重点):
1.创建一个FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
2.创建BufferedOutputStream对象,构造方法中传递FileOutputStream对象,提高FileOutputStream对象效率
3.使用BufferedOutputStream对象中的方法write,把数据写入到内部缓冲区中
4.使用BufferedOutputStream对象中的方法flush,把内部缓冲区中的数据,刷新到文件中
5.释放资源(会先调用flush方法刷新数据,第4步可以省略)
1.2、字节缓冲输入流
java.io.BufferedInputStream extends InputStream
BufferedInputStream:字节缓冲输入流
继承自父类的成员方法:
int read() 从输入流中读取数据的下一个字节,【一次读取一个字节】
int read(byte[] b) 从输入流中读取一定数量的字节,并将其存储在缓冲区数组b中
void close() 关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源
构造方法:
BufferedInputStream(InputStream in) 创建一个BufferedInputStream并保存其参数,即输入流in,以便将来使用
BufferedInputStream(InputStream in, int size) 创建具有指定缓冲区大小的BufferedInputStream,并保存其参数,即输入流in,以便将来使用。
参数:
InputStream in:字节输入流
可以传递FileInputStream,缓冲流会给FileInputStream增加一个缓冲区,提高FileInputStream的读取效率
int size:指定缓冲流内部缓冲区的大小,不指定默认
使用步骤(重点):
1.创建一个FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
2.创建一个BufferedInputStream对象,构造方法中传递FileInputStream对象,提高FileInputStream对象的读取效率
3.使用BufferedInputStream对象中的方法read,读取文件
4.释放资源
1.3、字符缓冲输出流
java.io.BufferedWriter extends Writer
BufferedWriter:字符缓冲输出流
继承自父类的共性成员方法:
void write(int c) 写入单个字符
void write(char[] cbuf) 写入字符数组
void write(char[] cbuf, int off, int len) 写入字符数组的一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数
void write(String str) 写入字符串
void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数
void flush() 刷新该流的缓冲
void close() 关闭此流,但要先刷新它
构造方法:
BufferedWriter(Writer out) 创建一个使用默认大小输出缓冲区的缓冲字符输出流
BufferedWriter(Writer out, int size) 创建一个使用给定大小输出缓冲区的新缓冲字符输出流
参数:
Writer out:字符输出流
可以传递FileWriter,会给FileWriter增加一个缓冲区,提高FileWriter的写入效率
int size:指定字符缓冲输出流的内部缓冲区的大小,不写默认大小
特有的成员方法:
void newLine() 写一个行分隔符。会根据不同的操作系统获取不同的行分隔符
换行:换行符号
Windows:\r\n
Linux:/n
Mac:/r
使用步骤:
1.创建字符缓冲输出流对象,构造方法中传递字符输出流
2.调用字符缓冲输出流的方法write,把数据写入到内存缓冲区中
3.调用字符缓冲输出流的方法flush,把内存缓冲区中的数据刷新到文件中
4.释放资源
知识扩展:
System.out.println()其实就是调用了newLine()方法实现了换行操作
源码:
public void println() {
newLine();
}
1.4、字符缓冲输入流
java.io.BufferedReader extends Reader
BufferedReader:字符缓冲输入流
继承自父类的共性成员方法:
int read() 读取单个字符并返回。
int read(char[] cbuf) 一次读取多个字符,将字符读入数组
void close() 关闭该流并释放与之关联的所有资源
构造方法:
BufferedReader(Reader in) 创建一个使用默认大小输入缓冲区的缓冲字符数额入流
BufferedReader(Reader in, int size) 创建一个使用指定大小输入缓冲区的缓冲字符输入流
参数:
Reader in:字符输入流
可以传递FIleReader,缓冲流会给FileReader增加一个缓冲区,提高FileReader的读取效率
int size:指定输入缓冲区的大小
特有的成员方法:
String readLine() 读取一个文本行,即读取一行数据
行的终止符号:通过下列字符之一即可认为某行已经终止:换行('\n')、回车('\r')或回车后直接跟着换行(\r\n)
返回值:
包含该行内容的字符串,不包含任何终止符,如果已经到达流末尾,则返回null,不是-1
使用步骤:
1.创建一个字符缓冲输入流对象,构造方法中传递字符输入流对象
2.使用字符缓冲输入流中的方法read或者readLine读取文本
3.释放资源
二、转换流
字符编码和字符集:
编码:字符(能看懂)-->字节(看不懂)
解码:字节(看不懂)-->字符(能看懂)
字符编码(Character Encoding):就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则
编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则
字符集(Charset):也叫编码表,是一个系统支持的所有字符的集合,包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。
常见的字符集有:ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。
一套字符集必然至少有一套字符编码。
ASCII字符集:ASCII编码
GBK字符集:GBK编码
Unicode字符集:UTF8编码、UTF16编码、UTF32编码
注意:
GBK中两个字节表示一个中文,UTF8中3个字节表示一个中文。
可见,当指定了编码,它对应的字符集自然就指定了,所以编码才是我们最终要关心的。
2.1 FileWriter & FileReader
FileReader可以读取IDE默认编码格式(UTF-8)的文件
FileReader读取系统默认编码格式(GBK)会产生乱码
FileReader只能使用IDE默认编码表(UTF-8)
源码解析:
public FileReader(String fileName) throws FileNotFoundException {
super(new FileInputStream(fileName));
}
可见,FileReader底层也是通过【字节输入流】读取字节,然后在通过FileReader将字节转换为字符(FileReader查询UTF-8码表,字节转换为字符即为解码的过程)。
2.2 如何读取GBk编码的文件?
使用转换流InputStreamReader:
【InputStreamReader是字节流通向字符流的桥梁】,可以查询IDE默认码表(UTF-8),也可以查询指定编码表。
同理,对于FileWriter来说,只能使用IDE默认码表(UTF-8),将内存中的数据写入到硬盘中。
我们可以使用转换流OutputStreamWriter,指定编码格式。【OutputStreamWriter是字符流通向字节流的桥梁】。
源码解析:
public class FileWriter extends OutputStreamWriter {
public FileWriter(String fileName) throws IOException {
super(new FileOutputStream(fileName));
}
}
可见,FileWriter底层是通过字节输出流将字符转换为字节(即编码的过程)
2.3转换流作用
转换流可以指定编码表。
2.4 java.io.OutputStreamWriter extends Writer
缓冲流OutputStreamWriter:是字符流转换为字节流的桥梁:可使用指定的charset将要写入流中的字符编码成字节。
继承自父类的共性成员方法:
void write(int c) 写入单个字符
void write(char[] cbuf) 写入字符数组
void write(char[] cbuf, int off, int len) 写入字符数组的一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数
void write(String str) 写入字符串
void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数
void flush() 刷新该流的缓冲
void close() 关闭此流,但要先刷新它
构造方法:
OutputStreamWriter(OutputStream out) 创建使用默认字符编码的OutputStreamWriter
OutputStreamWriter(OutputStream out, String CharsetName) 创建使用指定字符集的OutputStreamWriter
参数:
OutputStream out:字节输出流,可以用来写转换之后的字节到文件中
String CharsetName:指定的编码表名称,,不区分大小写,不指定默认使用UTF-8
使用步骤:
1.创建一个OutputStreamWriter对象,构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名称
2.使用OutputStreamWriter对象中的方法writer,把字符转换为字节,存储到缓冲区中(即编码的过程)
3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush,把内存缓冲区中的字节刷新到文件中(使用字节输出流写字节的过程)
4.释放资源
2.5 java.io.InputStreamReader extends Reader
缓冲流InputStreamReader:是字节流通向字符流的桥梁:它使用指定的charset读取字节并将其解码为字符。
继承自父类的共性成员方法:
int read() 读取单个字符并返回。
int read(char[] cbuf) 一次读取多个字符,将字符读入数组
void close() 关闭该流并释放与之关联的所有资源
构造方法:
InputStreamReader(InputStream in) 创建一个使用IDE默认字符集(Unicode字符集)的InputStreamReader
InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) 创建使用指定字符集的InputStreamReader
参数:
InputStream in:字节输入流,用来读取文件中保存的字节
String charsetName:指定的编码表名称,,不区分大小写,不指定默认使用UTF-8
使用步骤:
1.创建InputStreamReader对象,构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称
2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
3.释放资源
注意事项:
构造方法中指定的编码表名称要和文件的编码格式一样,否则会产生乱码
三、序列化流
1.序列化流
把对象以流的方式,写入到文件中保存,叫写对象,也叫对象的序列化。
对象中包含的不仅仅是字符,使用字节流
ObjectOutputStream:对象的序列化流
java.io.ObjectOutputStream extends OutputStream
ObjectOutputStream:对象的序列化流
作用:把对象以流的方式写入到文件中保存
构造方法:
ObjectOutputStream(OutputStream out) 创建写入指定OutputStream的ObjectOutputStream
参数:
OutputStream out:字节输出流
特有的成员方法:
void writeObject(Object obj) 将指定的对象写入ObjectOutputStream
使用步骤:
1.创建ObjectOutputStream对象,构造方法中传递字节输出流
2.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject,把对象写入到文件中
3.释放资源
遇到的问题:
抛出了异常:NotSerializableException
对于该异常的介绍:当实例需要具有序列化接口时,抛出此异常。序列化运行时或实例的类会抛出此异常。参数应该为该类的名称。
产生NotSerializableException异常的原因:
public interface Serializable
类通过实现java.io.Serializable接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。
2.反序列化流
把文件中保存的对象,以流的方式读取出来,叫做读对象,也叫做对象的反序列化
读取的文件保存的都是字节,使用字节流
ObjectInputStream:对象的反序列化流
因为读取的文件可以是任意类型的数据,所以返回值用Object类型接收。
java.io.ObjectInputStream extends InputStream
ObjectInputStream:对象的反序列化流
作用:把文件中保存的对象,以流的方式读取出来使用
构造方法:
ObjectInputStream(InputStream in) 创建从指定InputStream读取的ObjectInputStream
参数:
InputStream in:字节输入流
特有的成员方法:
Object readObject() 从ObjectInputStream读取对象
使用步骤:
1.创建ObjectInputStream对象,构造方法中传递字节输入流
2.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取保存对象的文件
3.释放资源
4.使用读取出来的对象
遇到的问题:
readObject方法声明抛出了classNotFoundException(class文件找不到异常)
当不存在对象的class文件时抛出此异常
反序列化的前提:
1.类必须实现Serializable接口
2.必须存在类对应的class文件
3.异常处理
分析:
1.对于JVM可以反序列化对象,它必须是能够找到class文件的类。
如果找不到该类的class文件,则抛出一个classNotFoundException异常。
2.另外,当JVM反序列化对象时,能找到class文件,但是class文件在序列化对象之后发生了修改,
那么反序列化操作也会失败,跑出一个InvalidClassException异常。
发生这个异常的原因为:
1.该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
2.该类包含未知数据类型
3.该类没有可访问的无参构造方法
InvalidClassException异常的原理和解决方案
编译器(javac.exe)会把Person.java文件编译生成Person.class(字节码文件)
Person类实现了Serializable接口,就会根据类的定义
给Person.class文件,添加一个序列号:serialVersionUID=-1234
序列化时,对象保存在Person.txt中:
Person{age=18, name='张三'}
serialVersionUID=-1234
反序列化时,会使用Person.class文件中的序列号和Person.txt文件中的序列化号进行比较。
如果是一样的,则反序列化成功
如果不一样,则抛出序列化冲突异常:InvalidClassException
4.Serializable接口和transient关键字
序列化和反序列化的时候,会抛出NotSerializableException(没有序列化异常)
类通过实现java.io.Serializable接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。
Serializable接口也叫标记型接口:
要进行序列化和反序列化的类必须实现Serializable接口,就会给类添加一个标记
当我们进行序列化和反序列化的时候,就会检测类上是否有这个标记
有标记:可以序列化和反序列化
没有标记:不可以序列化和反序列化,会抛出NotSerializableException异常
Serializable接口里面什么内容都没有,只是起到一个标记作用,所以叫做标记型接口。
static关键字:静态关键字
静态优先于非静态加载到内存中(静态优先于对象进入到内存中)
被static修饰的成员变量是不能被序列化的,序列化的都是对象,而静态不属于对象,它被所有对象共享
private static int age;
oos.writeObject(new Person("张三", 18));
Object o = ois.readObject();
Person{age=0, name='张三'}
成员变量age被static修饰以后,就不能序列化了,所以当被反序列化时,age=0
transient关键字:瞬态关键字
被transient修饰的成员变量,不能被序列化
所以如果不希望被序列化的时候,就用transient关键字修饰,功能和static关键字一样,但是又没有static的含义
InvalidClassException异常出现的原因及解决方案:
原因:
每次修改类的定义,都会给class文件生成一个新的序列号
解决方案:
无论是否对类的定义进行修改,都不重新生成新的序列号
可以手动给类添加一个序列号
格式在Serializable接口规定:
可序列化类可以通过声明名为"serialVersionUID"的字段(该字段必须是静态(static)、最终(final)的long型字段)显式声明其自己的serialVersionUID:
static final long serialVersionUID = 12L; //常量,不能改变
四、打印流
1.java.io.PrintStream:打印流
PrintStream为其他输出流添加了功能,使它们能够方便地打印各种数据值表示形式。
PrintStream特点:
1.只负责数据的输出,不负责数据的读取
2.与其他输出流不同,PrintStream永远不会抛出IOException
3.有特有的方法:print、println
void print(任意类型的值)
void println(任意类型的值并换行)
构造方法:
PrintStream(File file):输出的目的地是一个文件
PrintStream(OutputStream out):输出的目的地是一个字节输出流
PrintStream(String fileName):输出的目的地是一个文件路径
2.PrintStream extends OutputStream
继承自父类的成员方法:
public void close():关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源
public void flush():刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
public void write(byte[] b):将b.length字节从指定的字节数组写入此输出流
public void write(byte[] b, int off, int len):从指定的字节数组写入len字节,从偏移量off开始输出到此输出流
public abstract void write(int b):将指定的字节输出流
注意事项:
如果使用继承自父类的write方法写数据,那么查看数据的时候会【查询编码表】: 97-> a
如果使用自己特有的方法print/println方法写数据,写的数据【原样输出】: 97 -> 97
3.static void setOut(PrintStream out)
可以改变输出语句的目的地(打印流的流向)
输出语句,默认在控制台输出,使用System.setOut方法改变输出语句的目的地为参数中传递的打印流的目的地
static void setOut(PrintStream out)
重新分配"标准"输出流。