什么是IO流？

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【背景介绍】【知识剖析】【常见问题】【解决方案】【编码实战】【扩展思考】【更多讨论】【参考文献】

八个方面深度解析后端知识/技能，本篇分享的是：

【什么是IO流？】

大家好，我是IT修真院北京分院第27期的JAVA学员，一枚正直纯洁善良的java程序员。

今天给大家分享一下，修真院官网Java任务10，深度思考中的知识点———什么是IO流？

 

1.背景介绍
什么是流

流就是一系列的数据

当不同的介质之间有数据交互的时候，JAVA就使用流来实现。 数据源可以是文件，还可以是数据库，网络甚至是其他的程序。 比如读取文件的数据到程序中，站在程序的角度来看，就叫做输入流。 输入流： InputStream 输出流：OutputStream

文件输入流

如下代码，就建立了一个文件输入流，这个流可以用来把数据从硬盘的文件，读取到JVM(内存)。 目前代码只是建立了流，还没有开始读取。

package stream;                        
import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;                        
public class TestStream {   public static void main(String[] args) {     try {
         File f = new File("d:/lol.txt");          // 创建基于文件的输入流
         FileInputStream fis = new FileInputStream(f);         // 通过这个输入流，就可以把数据从硬盘，读取到Java的虚拟机中来，也就是读取到内存中
         } catch (IOException e) {            // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
          }
                        
       }
  }
 

--如图：

标题

 
2.知识剖析
字节流
InputStream字节输入流 OutputStream字节输出流 用于以字节的形式读取和写入数据

ASCII码 概念

所有的数据存放在计算机中都是以数字的形式存放的。 所以字母就需要转换为数字才能够存放。 比如A就对应的数字65，a对应的数字97. 不同的字母和符号对应不同的数字，就是一张码表。 ASCII是这样的一种码表。 只包含简单的英文字母，符号，数字等。 不包含中文，德文，俄语等复杂的。

字符十进制数字十六进制数字
!    33    21
"    34    22
#    35    23
$    36    24
%    37    25
&    38    26
'    39    27
(    40    28
)    41    29
*    42    2A
+    43    2B
,    44    2C
-    45    2D
.    46    2E
/    47    2F
0    48    30
1    49    31
2    50    32
3    51    33
4    52    34
5    53    35
6    54    36
7    55    37
8    56    38
9    57    39
:    58    3A
;    59    3B
<    60    3C
=    61    3D
>    62    3E
@    64    40
A    65    41
B    66    42
C    67    43
D    68    44
E    69    45
F    70    46
G    71    47
H    72    48
I    73    49
J    74    4A
K    75    4B
L    76    4C
M    77    4D
N    78    4E
O    79    4F
P    80    50
Q    81    51
R    82    52
S    83    53
T    84    54
U    85    55
V    86    56
W    87    57
X    88    58
Y    89    59
Z    90    5A
[    91    5B
\    92    5C
]    93    5D
^    94    5E
_    95    5F
`    96    60
a    97    61
b    98    62
c    99    63
d    100    64
e    101    65
f    102    66
g    103    67
h    104    68
i    105    69
j    106    6A
k    107    6B
l    108    6C
m    109    6D
n    110    6E
o    111    6F
p    112    70
q    113    71
r    114    72
s    115    73
t    116    74
u    117    75
v    118    76
w    119    77
x    120    78
y    121    79
z    122    7A
{    123    7B
|    124    7C
}    125    7D
~    126    7E

--
以字节流的形式读取文件内容

InputStream是字节输入流，同时也是抽象类，只提供方法声明，不提供方法的具体实现。 FileInputStream 是InputStream子类，以FileInputStream 为例进行文件读取

以字节流的形式向文件写入数据

OutputStream是字节输出流，同时也是抽象类，只提供方法声明，不提供方法的具体实现。 FileOutputStream 是OutputStream子类，以FileOutputStream 为例向文件写出数据 注: 如果文件d:/lol2.txt不存在，写出操作会自动创建该文件。 但是如果是文件 d:/xyz/lol2.txt，而目录xyz又不存在，会抛出异常

数据流

DataInputStream 数据输入流 DataOutputStream 数据输出流

直接进行字符串的读写

使用数据流的writeUTF()和readUTF() 可以进行数据的格式化顺序读写 如本例，通过DataOutputStream 向文件顺序写出 布尔值，整数和字符串。 然后再通过DataInputStream 顺序读入这些数据。 注： 要用DataInputStream 读取一个文件，这个文件必须是由DataOutputStream 写出的，否则会出现EOFException，因为DataOutputStream 在写出的时候会做一些特殊标记，只有DataInputStream 才能成功的读取。

对象流

对象流指的是可以直接把一个对象以流的形式传输给其他的介质，比如硬盘 一个对象以流的形式进行传输，叫做序列化。 该对象所对应的类，必须是实现Serializable接口

序列化一个对象

把一个对象序列化有一个前提是：这个对象的类，必须实现了Serializable接口

字符流
Reader字符输入流 Writer字符输出流 专门用于字符的形式读取和写入数据

使用字符流读取文件

FileReader 是Reader子类，以FileReader 为例进行文件读取

使用字符流把字符串写入到文件

FileWriter 是Writer的子类，以FileWriter 为例把字符串写入到文件

缓存流

以介质是硬盘为例，字节流和字符流的弊端： 在每一次读写的时候，都会访问硬盘。 如果读写的频率比较高的时候，其性能表现不佳。 为了解决以上弊端，采用缓存流。 缓存流在读取的时候，会一次性读较多的数据到缓存中，以后每一次的读取，都是在缓存中访问，直到缓存中的数据读取完毕，再到硬盘中读取。 就好比吃饭，不用缓存就是每吃一口都到锅里去铲。用缓存就是先把饭盛到碗里，碗里的吃完了，再到锅里去铲 缓存流在写入数据的时候，会先把数据写入到缓存区，直到缓存区达到一定的量，才把这些数据，一起写入到硬盘中去。按照这种操作模式，就不会像字节流，字符流那样每写一个字节都访问硬盘，从而减少了IO操作。

使用缓存流读取数据

缓存字符输入流 BufferedReader 可以一次读取一行数

使用缓存流写出数据

PrintWriter 缓存字符输出流， 可以一次写出一行数据

FLUSH方法

有的时候，需要立即把数据写入到硬盘，而不是等缓存满了才写出去。 这时候就需要用到flush

 
3.常见问题
如何关闭流
所有的流，无论是输入流还是输出流，使用完毕之后，都应该关闭。 如果不关闭，会产生对资源占用的浪费。 当量比较大的时候，会影响到业务的正常开展

 

4.解决方案
在try中关闭

在try的作用域里关闭文件输入流，在前面的示例中都是使用这种方式，这样做有一个弊端； 如果文件不存在，或者读取的时候出现问题而抛出异常，那么就不会执行这一行关闭流的代码，存在巨大的资源占用隐患。 不推荐使用

在finally中关闭

这是标准的关闭流的方式 1. 首先把流的引用声明在try的外面，如果声明在try里面，其作用域无法抵达finally. 2. 在finally关闭之前，要先判断该引用是否为空 3. 关闭的时候，需要再一次进行try catch处理 这是标准的严谨的关闭流的方式，但是看上去很繁琐，所以写不重要的或者测试代码的时候，都会采用上面的有隐患try的方式，因为不麻烦

使用try()的方式

把流定义在try()里,try,catch或者finally结束的时候，会自动关闭 这种编写代码的方式叫做 try-with-resources， 这是从JDK7开始支持的技术 所有的流，都实现了一个接口叫做 AutoCloseable，任何类实现了这个接口，都可以在try()中进行实例化。 并且在try, catch, finally结束的时候自动关闭，回收相关资源

 

5.编码实战
详见视频

https://v.qq.com/x/page/z0767...

6.扩展思考
SYSTEM.IN使用

System.out 是常用的在控制台输出数据的 System.in 可以从控制台输入数据

使用SYSTEM.IN.READ虽然可以读取数据，但是很不方便。使用SCANNER就可以逐行读取了

 

7.    参考文献
how2j.cn: http://how2j.cn/k/io/io-syste...

 

8.    更多讨论
Q1：io流的存储位置和流向问题？
A1：IO流一般是以内存为基准，我们的IO流最开始是在jvm中，然后流向硬盘。

Q2：IO流传输时，是以文件为单位传输，还是以文件内字节或字符依次传输？
A2：两种情况都有，只是进行文件传输时候，会产生垃圾数据，锟斤拷

Q3：中文问题？
A3：工作后经常接触的编码方式有如下几种：
ISO-8859-1 ASCII 数字和西欧字母
GBK GB2312 BIG5 中文
UNICODE (统一码，万国码)

其中
ISO-8859-1 包含 ASCII
GB2312 是简体中文，BIG5是繁体中文，GBK同时包含简体和繁体以及日文。
UNICODE 包括了所有的文字，无论中文，英文，藏文，法文，世界所有的文字都包含其中

 

 

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