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「JAVA」何谓“IO”,何谓“流”,Java 中的IO、流体系如何实现

gowuye 2024-04-04 11:54 13 浏览 0 评论


什么是IO

什么是IO,其实就是输入(Input)、输出(Output)。所以在平时所讲的IO设备,其实也就是与电脑通过输入、输出信号完成通信的设备。

  • 输入设备:可传输数据到电脑的设备;比如:麦克风、扫描器、键盘、鼠标等;
  • 输出设备:可接收电脑输出的数据,并对数据做一些处理的设备;比如:显示器、打印机、投影仪、耳机、音响等;

IO在程序中也有着很高的应用,比如:游戏进度的存储、微信聊天记录、在线视频和资源、云文件等环境中都是IO的主战场。


在编程语言中经常会使用“流”这个抽象概念来表示语言的IO语言库,“流”既能表示能够输出数据的数据源对象,也能表示能够接收数据的接收端对象。“流”作为IO语言库中的核心轴,它封装了实际的IO设备处理数据的细节。

在理解“流”的时候,可以将“流”与“水流”联系起来,就比较好理解了。水流通过管道就可以从水井流动到水缸和锅中,站在水缸的角度来看

水井是水源,也就是输入源,水从水井通过输入管道到达水缸,对水缸来说就是输入;而锅是接收端,水缸中的水通过输出管道进入锅中,对于水缸来说就是输出。

同样的,在程序当中,也是一样的道理:字节/字符数据通过流对象在输入、输出管道中传输,字节/字符数据从数据源通过输入管道传输到程序中,对程序来说是输入;字节/字符数据从程序中通过输出管道传输到接收端中,对程序来说就是输出。


Java 中的IO

Java中的IO同样也有输入、输出两个部分,可分为输入模式输出模式

Java 中的IO流根据使用场景的不同的分类,站在不同的角度,有何不同的分类:

  1. 根据流向划分: 输入流输出流
  2. 根据数据的单位划分:字节流字符流
  3. 根据功能的划分:节点流包装流
  4. 四大基础流:字节输出流字节输入流字符输出流字符输入流

四大基础流

在Java中提供了四大基础流:字节输出流字节输入流字符输出流字符输入流;四大基础流都是抽象类,因此不能创建四大基础流的对象,只能创建其子类对象;Java IO中的其他流都是继承于四大基础流的,但是无论是什么流,都有提供close方法用来关闭资源。

为什么要关闭资源呢?因为如果操作资源文件,会创建一个流对象关联相应的资源文件,使该文件处于使用中;如果不关闭资源,那么该文件会一直被程序引用着,既不能删除,也不能更改;这样对系统的资源会是一个不小的损耗。

任何继承于InputStream或者Reader的类都是输入流,都会有read() 方法,用于读取单个字节或者字节数组的数据;同样的,任何继承于OutputStream或者Writer的类都是输出流,都会有write() 方法,用于写单个字节或者字节数组的数据到文件中。

所以,Java中的流体系都是以InputStream和OutputStream、Reader和Writer拓展开来的。



操作IO流的完整过程:(穿插水流的案例来说明)

1.创建输入源或者输出的目标对象,如同水流案例中的挖井,解决的是水源的问题;

  • 输入操作:把文件中的数据流向到程序中,此时文件是源,程序是目标,对于文件来说是输出,对于程序来说是输入;
  • 输出操作:把程序中的数据流向到文件中,此时文件是目标,程序是源,对于文件来说是输入,对于程序来说,是输出;

2.创建IO流对象,用于传输数据,就如同水流案例中的管道,提供水流输送的路径和方法;

  • 输入操作: 创建输入流对象。
  • 输出操作: 创建输出流对象。

3.具体的IO操作,如何操作流中的数据,是读取,还是写出;就如同水流案例中的取水和蓄水;

  • 输入操作:输入流对象的read方法。
  • 输出操作:输出流对象的write方法。

4.关闭资源(必须的操作),资源使用完毕后,必须关闭其对应的流对象;一旦资源关闭后,就不能使用对应的流对象了;就如同水流使用完毕后,必须关闭水源,防止浪费,节约资源;

  • 输入操作:输入流对象.close()。
  • 输出操作:输出流对象.close()。


所以在操作IO流时,对于程序来说,是读进来、写出去;

  • 读进来:强调的是输入,其执行的是read方法;
  • 写出去:强调的是输出,其执行的是write方法;


完结。老夫虽不正经,但老夫一身的才华

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