Java输入输出流(一)#

Android 是基于 Java 语言编写的，在安卓程序的很多时候会用到有关 I/O 操作，要在 Adroid 中使用 I/O 操作就必须学会 Java 的 I/O 操作。

首先要知道的是，Java 中输入和输出的概念都是对于程序来说的。就是 外部往程序输入，程序向外部输出。外部往程序输入，则程序必须去读取外部，程序向外部输出，则程序必须去写给外部。在外部和程序之间，Java 分别通过 输入流InputStream 和 输出流OutStream 进行联系。

流的示意图如下

Java.io 的结构树##

本人才疏学浅，对于Java I/O也是初学阶段，因此本着与读者一同探讨的心态，按照结构树从上至下逐个去看一下每一个类的使用方法。

字节流与字符流##

从结构树我们可以看到位于树的顶端是字节流和字符流。

字节流 ：表示以字节为单位从 stream 中读取或往 stream 中写入信息，即 io 包中的 inputstream 类和 outputstream 类的派生类。通常用来读取二进制数据，如图象和声音。
字符流 ：以 Unicode 字符为导向的 stream，表示以 Unicode 字符为单位从 stream 中读取或往 stream 中写入信息。区别： Reader 和 Writer 要解决的，最主要的问题就是国际化。原先的 I/O 类库只支持8位的字节流，因此不可能很好地处理16位的 Unicode 字符流。Unicode 是国际化的字符集(更何况 Java 内置的 char 就是16位的 Unicode 字符)，这样加了 Reader 和 Writer 之后，所有的 I/O 就都支持 Unicode 了。

InputStream与OutputStream##

对于字节流，它有两个抽象类：InputStream 和 OutputStream，在这两个抽象类里面没有具体的实现方法，它的具体实现需要它的子类来实现，在它里面定义了一些函数用以子类的去实现。

1 InputStream###

我们打开 InputStream 源码看到里面定义一些方法：

public abstract int read() :读取 input stream 的下一个字节，返回值为下一个字节
public int read(byte b[]) : 读取 input stream ，并将其存在数组 b 中，以b[0]开始存储，最多能读取 b.length 个字节
public int read(byte b[], int off, int len) :读取 input stream ，读取的长度为 len ，以 b[off] 开始存储，read(byte b[]) 的实现就是调用该方法： read(b，0，b.length)
public long skip(long n) :跳过 input stream 的 n 个字节
public int available() :粗略估计 input stream 可以读取的字节，返回估计值，不一定准确。不会阻塞调用 input stream 的下一个方法
public void close() : 关闭 input stream，释放与input stream 相关的系统资源
public synchronized void mark(int readlimit) :标记input stream当前 (mark()被调用的这一刻 )位置，参数 readlimit 用来告诉系统，当之后读取的字节数超过 readlimit 后，mark 失效
public synchronized void reset() ：退回到最后一次 input stream 调用 mark()方法地方，之后读取字节的时候就会从 mark 处开始。当 mark() 调用的时候 input stream 就会记住从这一刻开始读入的所有字节，当 reset() 被调用的时候，就会准备好提供这些字节，而如果读入的字节数超过了 readlimit，reset()还没有被调用，那么 input stream 就不会继续记录，也就是 mark 失效了
public boolean markSupported() :测试该 IO 类是否支持 mark() 和 reset()方法

2 OutputStream###

同样我们打开 OutputStream 的源码，可以看到里面有这些方法：

public abstract void write(int b) ：往 output stream 写出一个字节，这个字节是 b 的低八位，b 的高24位会被忽略
public void write(byte b[]) ：往 output stream 写出 b.length 长度的字节，通过调用 write( b, 0, b.length) 来实现
public void write(byte b[], int off, int len) ：写出长度为 len 的字节，第一个写出的是 b[off]，
public void flush() ：清空当前 output stream以及强制输出所有缓冲数据
public void close() ：关闭 output stream，释放与input stream 相关的系统资源

InputStream 和 OutputStream 两个抽象类定义了输入流和输出流应该具备什么功能，但是具体却没有实现。她们的具体实现是通过继承于它们的子类来实现的

1.1 FileInputStream###

对文件进行写入的类。对 file 类没有了解的读者可以查阅相关资料，这里给出一个网址以供产考：

https://zhayh.gitbooks.io/java/content/ch11_file_io/1_1_file_class.html

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首先看看它的构造方法：

FileInputStream(File file) ：通过传入一个 file 类对象，来创建 file input stream
FileInputStream(FileDescriptor fdObj) ：通过 file descriptor fdObj 来创建一个 file input stream
FileInputStream(String name) ：通过传入一个 file 在系统中的名字（或者路径）来创建 file input stream，实际上他是通过调用 FileInputStream(name != null ? new File(name) : null) 来实现的

再来看看它的方法：

int available() ：粗略估计 input stream 可以读取的字节，返回估计值，不一定准确。不会阻塞调用 input stream 的下一个方法
void close() ：关闭 input stream ，释放与之相关的系统资源
protected void finalize() ：确保 input stream 已经关闭如果没有，则继续调用 close()
int read() ：读取 input stream 的下一个字节。这个方法是Java的原始类，底层是用C/C++来实现的
int read(byte[] b) ：读取 b.length 长度的字节并存到 b 中
int read(byte[] b, int off, int len) ：读取 input stream ，读取的长度为 len ，以 b[off] 开始存储，read(byte b[]) 的实现就是调用该方法： read(b，0，b.length)
long skip(long n) ：跳过 input stream 的 n 个字节

代码举例：

FileInputStream fileInput = null;
    byte [] b = new byte[2097152];//用来存放读取输入流的数据 File file = new File("C:/Users/加盐/Desktop/logo.jpg"); try { //try catch 是用来捕获异常 fileInput = new FileInputStream(file);//通过传递file参数来新建file input stream 对象 } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } try { fileInput.read(b); //读取数据，并存到b中 fileInput.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }

要注意的是在 windows 和 Linux 系统中，"/"表示分割符,在 windows 中还可以用 "",但是由于java中 ""表示转义符号，因此要用 "\",例如：C:\\Users\\加盐\\Desktop\\logo.jpg

1.1.1 BufferedInputStream###

如果传输的文件比较大，直接利用 FileInputStream 时，是程序直接与硬盘进行访问，我们知道硬盘的存取速度是最慢的，因此这样就会比较耗时。如果我们先把要存储的数据放到内存中，等到内存区满了之后，我们再把内存的数据写到硬盘中，这样速度就会快很多。因为首先计算机对内存的访问速度比访问硬盘要快，其次，由于是每次指定的内存区满了之后，再把数据写到硬盘，这样就减少了对硬盘的访问次数，节省了很多时间。

BufferedInputStream 又称为包装流，因为它能将其他的 InputStream 封装成 BufferedInputStream，这一点从它的构造函数就可以看到：

BufferedInputStream(InputStream in) ：创建一个 BufferedInputStream ，并把它的参数 in 保存起来，用以后续的使用
BufferedInputStream(InputStream in, int size) ：创建一个BufferedInputStream ，并把它的参数 in 保存起来，用以后续的使用，而且 size 指定了这个缓冲区的大小，也就是输入设备一次往缓冲区写入 size 字节大小的数据。待程序读取完，缓冲区为空后，再次输入设备再向缓冲区写入数据。若没有指定 size ，系统默认为8192。

它的方法：

int available()
void close()
void mark(int readlimit)
boolean markSupported()
int read()
int read(byte[] b, int off, int len)
void reset()
long skip(long n)

以上所有的方法与前面所讲的 InputStream 类的同名方法的作用一样的，下面来看例子：

在IO.txt中

现在利用 BufferedInputStream(InputStream in) 将它读入，并显示到控制台

public static void main(String[] arg) FileInputStream fileInput = null; BufferedInputStream bufferInput = null; int len = 0; byte [] b = new byte[1024]; File file = new File("C:/Users/加盐/Desktop/IO.txt"); try { fileInput = new FileInputStream(file); bufferInput = new BufferedInputStream(fileInput); //把FileInputStream包装成 BufferInputStream } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } try { len = bufferInput.read(b); bufferInput.close(); fileInput.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } for(int i=0;i<len;i++){ System.out.print((char) b[i]+""); } } }

运行结果如上图所示

现在我们来用一下 mark（）方法：

public static void main(String[] arg) throws IOException{ FileInputStream fileInput = null; BufferedInputStream bufferInput = null; int len = 0; byte [] b = new byte[1024]; File file = new File("C:/Users/加盐/Desktop/IO.txt"); fileInput = new FileInputStream(file); bufferInput = new BufferedInputStream(fileInput); bufferInput.read(b, 0, 3);//先让bufferInput被读取3个字节 bufferInput.mark(10); //然后进行标记 for(int i = 1;i<10;i++){ int a = 3*i; bufferInput.read(b,a,3); //然后在往后读取三个字节后 bufferInput.reset(); //然后重置,也就是回到bufferInput的被标记的位置 } //下一次读取bufferInput的时候又从标记点开始 //所以我们可以猜想，最后一定会第四个字节和第六个字节重复出现九次 bufferInput.close(); fileInput.close(); for(int i=0;i<b.length;i++){ if(b[i]==0)break; System.out.print((char) b[i]+""); } } }

运行结果如上图，符合我们的猜想

1.1.2 DataInputStream###

前面我们看到，进入 input stream 的基本单位都是字节，尽管底层确实是以字节作为传输单位，但是有些时候就显得不太方便，，比如说我知道要传输的都是 int 类型的数据，那么我们是否可以直接以 int 类型的数据进行传输单位呢？

DataInputStream 类就解决了这个问题，允许应用程序以与机器无关方式从底层输入流中读取基本 Java 数据类型。应用程序可以使用数据输出流写入稍后由数据输入流读取的数据(请稍微注意这一句话)。

下面来看它的构造函数：

DataInputStream(InputStream in) ：通过传入 InputStream 来构造 DataInputstream

方法：

int read(byte[] b) :与前面 InputStream 的同名方法一样
int read(byte[] b, int off, int len) ：与前面 InputStream 的同名方法一样
boolean readBoolean() ：读取一个字节，若该字节为非零，则返回 true ，若为零，则返回 false
byte readByte() ：读取一个字节
char readChar() ：读取两个字节并返回一个 char 类型数据
double readDouble() ：读取八个字节并返回一个 double 类型的数据
float readFloat() ：读取四位字节并返回一个 float 类型的数据
void readFully(byte[] b) ：与 int read(byte[] b) 类似，只是没有返回值
void readFully(byte[] b, int off, int len) ：与int read(byte[] b, int off, int len)类似，返回值为零，从源码中可以看到，这个方法有一个机制保证一定能读取到 len 长度的字节数
int readInt() ：读取四个字节并返回一个 int 类型的数据
long readLong() ：读取八个字节，并返回一个 long 类型的数据
short readShort() ：读取两个字节，并返回一个 short 类型的数据
int readUnsignedByte() ：读取一个字节，返回一个无符号类型的字节，实际上就是把读取到的数据转成 int 类型输出
int readUnsignedShort() ：读取梁个字节，返回一个无符号类型的 short 数据，实际上就是把读取到的数据转成 int 类型输出
String readUTF() ：读取用UTF-8编码的字符串
int skipBytes(int n) ：跳过 n 个字节

下面我们来看例子：

    public static void main(String[] arg) throws IOException{ FileInputStream fileInput = null; DataInputStream dataInput = null; byte [] b = new byte[1024]; File file = new File("C:/Users/加盐/Desktop/IO.txt"); fileInput = new FileInputStream(file); dataInput = new DataInputStream(fileInput); System.out.print(dataInput.readBoolean()); dataInput.close(); fileInput.close(); } }

一个简单的例子，从输入流中读取一个字节，并在控制台输出：输入流在文件中读取一个字符“6”，底层变成相应的字节，然后将文件输入流包装成数据输入流，调用数据输入流读取这个字节，返回一个 Boolean 类型的值

更多的方法不一一展示，读者可自行回去尝试，值得一提的是，。通过查看 DataInputStream 类的源码我们可以发现，对于返回不同数据类型的方法，其实现方法大体相同：

首先调用 read() 方法，read()的方法读取一个字节，然后为高位补零，返回一个 int 类型值
根据数据类型的所占用的字节数，相应调用几次 read()方法
然后进行移位操作，最后把几个字节拼接起来，返回对应的数据类型

下面以 readShort()为例，为大家演示一下，假设底下的字节数为无符号数，并且以原码形式存放（底下并非如此，但是为了方便说明，故如此假设）

代码：

public final short readShort() throws IOException { int ch1 = in.read(); int ch2 = in.read(); //如果到了文件尾返回-1 if ((ch1 | ch2) < 0) //如果如果没有读够两个字节，则抛出异常 throw new EOFException(); return (short)((ch1 << 8) + (ch2 << 0));//第一个字节（实际上是一个高24为0的 //int）左移动8位成为高8位，节不动， //然后拼接成为一个新数据，在把它强制 //类型转换变成 short 类型 }

假设输入流有两个字节为：00000001和00000002，那么ch1就为00000000000000000000000000000001，ch2为00000000000000000000000000000001
，ch1左移8位：00000000000000000000000100000000，最后拼接起来就是：00000000000000000000000100000002，强制类型转换后变成0000000100000002