1. Streams及I/O
Stream就是信息源与目的地之间的通信路径，这里的信息源可以是文件、内存、网络等。Streams主要分为input及output Stream。
1.1 InputStream类
类InputStream处于Input stream类层次的最顶层，它主要具有以下几种方法：
1.1.1 read方法
read方法用于从指定的输入流读取以字节为单位的数据，第一次从流的开始位置开始读取，以后每次从上次的结束部位开始读取，即自动实现了位移。
read方法有以下三种形态：
（1） int read(byte buff[n])：从指定输入流中读取n个字节填充到buff中，该方法返回读取的实际字节数，如果读取的实际字节数小于n，一般是因为已读到指定输入流的末尾；
（2） int read()：即不带参数，该方法每次一个字节从指定的输入流中读取数据。返回值也是int类型，但它并不代表读取的字节数，而是从流中读取的数据的本身，因数据本身是byte类型的，所以一般要强制进行转化；如果读到流的末尾返回的值是-1；
（3） int read(byte buff[n],int start, int len)：从指定流读取数据，从start开始，填充len个字节到buff中，返回值为实际的填充数，如果返回值<len，一般表示已将指定流中的数据读完；
以下是read的简单例子：
import java.io.*;
class TestIO1{
public static void main(String args[]) {
InputStream s = null;
try{
s = new FileInputStream("io.txt");
}catch(FileNotFoundException e){
System.out.println("file not find");
}
int i;
try{
i = s.read();
while(i != -1){
System.out.println((char)i);
i = s.read();
}
}catch(IOException e){
System.out.println("io error");
} } }
1.1.2 skip方法
skip方法类似于C语言中的lseek都是用于定位的。Skip方法定义：long skip(long n)，该方法使指定流中的当前位置移动n个字节，n的值可以是负值用于向前移，skip方法返回值为实际移动的字节数，由于种种原因，如已到流尾或者其它原因返回的值往往小于n。对于读取文件来说，小于n的原因最大的原因是读到了文件尾。
1.1.3 available方法
available方法用于计算指定流中当前有多少字节，如果指定的流是文件流，那么就返回文件的大小。Available返回的值是int类型。
有的输入流可能没有能力返回字节数，如果对这些输入流使用avaiable方法，返回值为0。
1.1.4 close方法
对于打开的stream，Java可以自动回收，但是Java自动回收需要时间，所以最好自己调用close方法来关闭stream，这样方便下一次重新指定的流。
1.2 ByteArrayInputStream
ByteArrayInputStream是从InputStream中继承下来的，用于从字节数组中提取数据，关于ByteArrayInputStream的创建例子如下：
byte[] buffer = new byte[1024];
fillWithUsefulData(buffer); //自定义的方法,用于在buffer中填充数据
InputStream s = new ByteArrayInputStream(buffer);
InputStream s1 = new ByteArrayInputStream(buffer,100,300);
其中ByteArrayInputStream(buffer,100,300)是创建到buffer的stream，从buffer的第100个字节开始取300字节。
ByteArrayInputStream的其它方法与InputStream类似，这里不再重复。
1.3 FileInputStream
FileInputStream也是从InputStream中继承下来的，用于从指定的文件中提取。因此它的方法也与InputStream中的方法类似，这里不再介绍，只介绍FileInputStream中特殊的方法：getFD()，该方法用于获取文件句柄。使用方法如下：
FileInputStream aFIS = new FileInputStream("aFileName");
FileDescriptor myFD = aFIS.getFD();
这样以后要用到aFileName文件时可以使用myFD这个文件句柄（实际上是文件描述类的实例），如要重新打开该文件，可以使用FileInputStream aFIS = new FileInputStream(myFD)。
关于文件描述类FileDescriptor，有以下几点说明：
（1） 属性in：标准输入；
（2） 属性out：标准输出；
（3） 属性err：标准错误输出；
在FileInputStream中还有另一个特殊的方法就是：finalize()。
1.4 FilterInputStream
FilterInputStream也是从InputStream中继承下来，不过FilterInputStream类基本上不能直接使用，一般上使用该类的派生类，如BufferedInputStream等。该类的最大特点是，在定义时可以嵌套：
InputStream s = getAnInputStreamFromSomewhere();
FilterInputStream s1 = new FilterInputStream(s);
FilterInputStream s2 = new FilterInputStream(s1);
FilterInputStream s3 = new FilterInputStream(s2);
所以该类的所有派生类都具有这个特性。
1.5 BufferedInputStream
BufferedInputStream指定数据源是内存的指定区域，从FilterInputStream继承下来的，这种类型的Stream主要用于提高性能，它定义时一般指定其它的InputStream，如：
InputStream s = new BufferedInputStream(new FileInputStream("foo"));
BufferedInputSream是可以使用mark及reset方法，使用上述的嵌套方法间接的使其它的stream也支持这些方法了。
由于BufferedInputStream需要buffer，所以它需要等待在它之前的数据都到了后才工作，所以BufferedInputStream最好用在流的前面，如上面这个例子，当然用在最前面也没有什么意思了。
1.6 DataInputStream
DataInputStream也是从FilterInputStream继承下来的，所以也具有父类的特性。DataInputStream还implement DataInput接口，所以DataInputStream具体的方法最多，如：readShort、readBoolean、readByte、readUnsignedByte、readShort等。这些方法的都是read方法的扩展，使用上也相似，所以这里不多介绍。
以下是readInt的实现：
public final int readInt() throws IOException {
int ch1 = in.read();
int ch2 = in.read();
int ch3 = in.read();
int ch4 = in.read();
if ((ch1 | ch2 | ch3 | ch4) < 0)
throw new EOFException();
return ((ch1 << 24) + (ch2 << 16) + (ch3 << 8) + (ch4 << 0));
}
以下是readLine的实现：
public final String readLine() throws IOException {
char buf[] = lineBuffer;
if (buf == null) {
buf = lineBuffer = new char[128];
}
int room = buf.length;
int offset = 0;
int c;
loop: while (true) {
switch (c = in.read()) {
case -1:
case '\n':
break loop;
case '\r':
int c2 = in.read();
if ((c2 != '\n') && (c2 != -1)) {
if (!(in instanceof PushbackInputStream)) {
this.in = new PushbackInputStream(in);
}
((PushbackInputStream)in).unread(c2);
}
break loop;
default:
if (--room < 0) {
buf = new char[offset + 128];
room = buf.length - offset - 1;
System.arraycopy(lineBuffer, 0, buf, 0, offset);
lineBuffer = buf;
}
buf[offset++] = (char) c;
break;
}
}
if ((c == -1) && (offset == 0)) {
return null;
}
return String.copyValueOf(buf, 0, offset);
}
在这个例子中，如果读出的字符中\r，还得再读一位判断是否是\n，如果不是\n，还得将这个字符放回到输入流中，因此使用了PushbackInputStream的功能。
如果对DataInputStream的读操作已到Stream的末尾，会抛出EOFException异常。在Stream末尾，skipBytes不做任何动作；readLine返回null；readUTF抛出UTFDataFormatException异常。
1.7 LineNumberInputStream
同样LineNumberInputStream是从FilterInputStream继承下来的，该类可以跟踪行号，设置行号，对行作标记以便恢复等功能。一般不直接使用该类，而使用其它Stream的嵌套间接对它进行使用，如：
LineNumberInputStream aLNIS;
aLNIS = new LineNumberInputStream(new FileInputStream("source"));
DataInputStream s = new DataInputStream(aLNIS);
String line;
while ((line = s.readLine()) != null) {
. . . // process the line
System.out.println("Did line number: " + aLNIS.getLineNumber());
}
在这个例子中，使用DataInputStream读取行，使用LineNumberInputStream来监控行。从这个子可以看出，嵌套流中数据的流动贯穿所有的流，即所以流中的数据在同步流动。
1.8 PushbackInputStream
PushbackInputStream也是从FilterInputStream继承下来，它有一个特殊的方法unread，用于将读出来的数据放出流中。在例子readLine就使用了这个方法，unread与read相对应有三个形态：unread()、unread(byte[])及unread(byte[],int,int)。
1.9 PipedInputStream
FilterInputStream的派生类已介绍完毕，下面接着介绍InputStream的派生类。PipedInputStream一般与PipedOutputStream一起用构成线程之间双向的通信管道。因此在里先不介绍PipedInputStream的用法。
1.10 StringBufferInputStream
String buffer = "Now is the time for all good men to come...";
InputStream s = new StringBufferInputStream(buffer);
1.11 ByteArrayInputStream
ByteArrayInputStream与StringBufferInputStream类似，只是它基于ByteArry，而StringBufferInputStream基于String。
1.12 SequenceInputStream
SequenceInputStream用于将不同的InputStream按先后顺序串在一起，如将两个InputStream串起来：
InputStream s1 = new FileInputStream("theFirstPart");
InputStream s2 = new FileInputStream("theRest");
InputStream s = new SequenceInputStream(s1, s2);
以上只能实现两个输入流的串接，要实现两个以上输入流串接，需要用到Vector类，如下所示：
Vector v = new Vector(3);
Enumeration e;
v.addElement(s1);
v.addElement(s2);
v.addElement(s2);
e = v.elements();
InputStream s = new SequenceInputStream(e) ;
1.13 OutputStream
OutputStream位于Output Stream类层次的最顶层，它是一个抽象类，它规定了Output Stream类的基本功能。
1.13.1 write
write方法与InputStream的read方法相对应，它有三个形态：
（1） write(byte[])：将指定byte数组中的数据输出到指定Stream；
（2） write(byte[],int,int)：将指定byte数组中的数据从第二个参数开始，输出第三个参数指定的长度到指定的Stream；
（3） wirte(int)；将一个int值输出到指定的Stream；
1.13.2 flush和close
有些输出流在输出时先放在缓冲中，可以使用flush将这些数据真正写入指定的输出流中。Close用于关闭指定的输出流。
1.14 ByteArrayOutputStream
ByteArrayOutputStream将一个输出流指向一个Byte数组，但这个Byte数组是ByteArrayOutputStream内部内置的，不需要我们来定义。该类有两个构造函数：
（1） ByteArrayOutputStream()：该构造函数会在内部创建一个长度为32的Byte数组；
（2） ByteArrayOutputStream(int n)：在对象内部创建一个长度为n的Byte数组。
ByteArrayOutputStream从OutputStream类继承下来，所以它具write、flush及close等方法，同时它还具有以下几个特殊的方法：
（3） toString()：将对象内部的Byte数组转化成字符串(String(buf,0,count)；
（4） toString(int n)：将对象对部的Byte数组转化成字符串，编码方式为n；
（5） toString(String n)：将对象对部的数组转化成字符串，编码方式为n；
（6） toByteArray()：返回对象内部的Byte数组；
（7） writeTo(OutputStream)：将内部Byte数组输出到指定的输出流；
（8） reset()：将对象内部Byte数组的长度设为0，{count = 0}；
（9） size()：返回Byte数组长度；
1.15 FileOutputStream
FileOutputStream与FileInputStream相对应，它具有以下几个构造函数：
（1） FileOutputStream(File)
（2） FileOutputStream(File file, boolean append)：如果append为真，以添加方式写入文件，如果为否（缺省），以新增方式写入文件；
（3） FileOutputStream(FileDescriptor)
（4） FileOutputStream(String name)
（5） FileOutputStream(String name, boolean append)
其它的方法大多为标准方法，这里不再介绍。以下使用的例子：
FileDescriptor fd = someFileStream.getFD();
OutputStream s = new FileOutputStream(fd);
1.16 FilterOutputStream
FilterOutputStream与FilterInputStream相对应，使用方法也相类似。
1.17 BufferedOutputStream
BufferedOutputStream从FilterOutputStream中继承下来，它与BufferedInputStream相对应，作用也相类似，它主要为输出流做缓冲，如：
OutputStream s = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("foo"));
由于BufferedOutputStream是缓冲数据的，所以必要时，需要使用flush方法强制将缓冲中的数据真正写入输出流中。
1.18 DataOutputStream
DataOutputStream与DataInputStream相对应，在继承OutputStream的同时，实现了DataOutput接口，因此它具有DataOutput接中所规定的方法，这些方法与DataInput所规定的方法相反。
它还具有size方法，该方法返回向输出流写入的字节数。以下是实现复制功能的例子：
try { while (true) aDO.writeByte(aDI.readByte()); }
finally { aDI.close(); aDO.close(); }
1.19 PrintStream
PrintStream是从FilterOutputStream继承下来的。使用例子如下：
PrintStream s = new PrintStream(new FileOutputStream("foo"));
s.println("Here's the first line of text in the file foo.");
这个例子说明可以使用PrintStream向文件写数据，并且该类提供了输出行的功能，弥补了DataOutputStream的空白(在DataOutputStream没有输出行的功能)。
PrintStream的构造函数：
（1） PrintStream(boolean autoFlush, OutputStream out)
（2） PrintStream(OutputStream out)
（3） PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush)
（4） PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush, String encoding)
1.20 PipedOutputStream
PipedOutputStream与PipedInputSteam相互配合实现两个线程之间的通信，它们的定义如下：
PipedInputStream sIn = PipedInputStream();
PipedOutputStream sOut = PipedOutputStream(sIn);
以下是使用例子，该例子接收标准输入的数据，并输出到标准输出：
import java.io.*;
class ReadThread extends Thread implements Runnable {
InputStream pi = null;
OutputStream po = null;
String process = null;
ReadThread( String process, InputStream pi, OutputStream po) {
this.pi = pi; this.po = po; this.process = process; }
public void run() {
int ch; byte[] buffer = new byte[12]; int bytes_read;
try {
for(;;) {
bytes_read = pi.read(buffer); //从指定流读入数据
if (bytes_read == -1) { return; }
po.write(buffer, 0, bytes_read);//向指定流写入数据
Thread.yield();
}
} catch (Exception e) { e.printStackTrace();
} finally { }
}
}
public class MyPipe{
public static void main( String [] args) {
try {
int ch;
PipedInputStream writeIn = new PipedInputStream();
PipedOutputStream readOut = new PipedOutputStream( writeIn );
FileOutputStream writeOut = new FileOutputStream("out");
ReadThread rt = new ReadThread("reader", System.in, readOut );
ReadThread wt = new ReadThread("writer", writeIn, System.out );
rt.start();
wt.start();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} }}
说明：
（1） 类ReadThread非常巧妙，它并没有指定输入输出流的具体类型
（2） 在MyPipe类中new ReadThread("reader", System.in, readOut )语句使得从标准输入设备中接收数据，而从readOut输出，而readOut是PipedOutputSteam，所以它可以被另一线程接收；
（3） new ReadThread("writer", writeIn, System.out )，从writeIn接收数据，writeIn是readOut是成对的双向管道，它接收从readOut发送过来的数据。再从标准设备中输出。
1.21 RandomAccessFile
1.22 StreamTokenizer
1.23 ObjectOutputStream
ObjectOutputStream从OutputStream继承下来，并实现了ObjectOutput, ObjectStreamConstants这两个接口。它负责将指定对象输出到指定的输出流，可以将非static、非transient的属性及值，对象的类定义输出到指定的输出流。该类有一个非常用的方法：
writeObject (Object obj);
该方法将obj输出到指定的输出流，以下是该类的例子：
FileOutputStream f = new FileOutputStream("tmp");
ObjectOutput s = new ObjectOutputStream(f);
s.writeObject("Today");
s.writeObject(new Date());
s.flush();
可以使用transient修饰符规定一些变量的值不被输出到指定的输出流，如：
public transient int transientValue = 4;
这样transientValue的值就不会被输出到输出流。
1.24 ObjectInputStream
ObjectInputStream与ObjectOutputStream相对应，它是将对象的值及类的定义等从指定的输入流读入，以便重新对象化：
FileInputStream in = new FileInputStream("tmp");
ObjectInputStream s = new ObjectInputStream(in);
String today = (String)s.readObject();
Date date = (Date)s.readObject();
ObjectOutputStream和ObjectInputStream就可以实现对象的持久化，即要先将对象序列化保存到介质中，在必要的时候重新恢复这些对象。 |
