Java I/O 教程

Java I/O (输入和输出) 用于处理输入并产生输出。

Java 使用流的概念来快速进行 I/O 操作。java.io 包包含输入和输出操作所需的所有类。

我们可以通过 Java I/O API 在 Java 中执行文件处理。

Java I/O 的核心概念

Java I/O 主要围绕两个核心概念：流 和 读取器/写入器。

流： 流代表一系列数据。在 Java 中，有两种类型的流：输入流和输出流。输入流用于从源读取数据，而输出流用于向目标写入数据。流可以分为字节流（InputStream 和 OutputStream）和字符流（Reader 和 Writer）。

读取器/写入器： 读取器和写入器是专门用于处理字符数据的流类。它们提供了一种方便的方式来从基于字符的数据源读取和写入数据。读取器从输入流读取字符数据，而写入器将字符数据写入输出流。

Stream

流是一系列数据。在 Java 中，流由字节组成。它被称为流，因为它就像一股持续流动的水流。

在 Java 中，为我们自动创建了 3 个流。所有这些流都连接到控制台。

1) System.out： 标准输出流

2) System.in： 标准输入流

3) System.err： 标准错误流

让我们看看将输出和错误消息打印到控制台的代码。

让我们看看从控制台获取输入的代码。

OutputStream 与 InputStream

下面将解释 OutputStream 和 InputStream 类。

OutputStream

Java 应用程序使用输出流将数据写入目标；目标可以是文件、数组、外围设备或套接字。

InputStream

Java 应用程序使用输入流从源读取数据；源可以是文件、数组、外围设备或套接字。

通过下面的图例，让我们了解 Java OutputStream 和 InputStream 类的作用。

OutputStream 类

OutputStream 类是一个抽象类。它是所有表示字节输出流的类的超类。输出流接受输出字节并将其发送到某个接收器。

OutputStream 类的常用方法

OutputStream 继承结构

InputStream 类

InputStream 类是一个抽象类。它是所有表示字节输入流的类的超类。

InputStream 类的常用方法

InputStream 继承结构

Java I/O 类

1. Java 提供了丰富的类集来执行 I/O 操作。一些关键类包括：
2. InputStream 和 OutputStream： 这些抽象类是面向字节的 I/O 操作的基础。它们提供了从各种源和目标读取和写入字节的方法。
3. Reader 和 Writer： 这些抽象类用于面向字符的 I/O 操作。它们提供了从基于字符的流读取和写入字符的方法。
4. FileInputStream 和 FileOutputStream： 这些类允许以面向字节的方式从文件读取和写入文件。
5. FileReader 和 FileWriter： 这些类允许使用面向字符的操作从文件读取和写入文件。
6. BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream： 这些类提供缓冲功能，可以通过减少系统调用次数来显著提高 I/O 性能。
7. BufferedReader 和 BufferedWriter： 这些类提供字符数据的缓冲读取和写入，提高了处理基于字符流的 I/O 效率。

Java I/O 的实际应用

Java I/O 应用于各种现实场景，包括：

1. 文件处理： Java I/O 广泛用于从文件读取和写入文件。开发人员可以使用 Java 的文件 I/O 类来操作文件、创建目录以及执行与文件相关的操作。
2. 网络通信： Java 的套接字类（Socket 和 ServerSocket）通过允许客户端和服务器应用程序通过 TCP/IP 进行数据交换来促进网络通信。
3. 序列化： Java 的序列化机制允许将对象转换为字节流进行存储或传输。它在存储对象状态或在应用程序之间传输对象时特别有用。
4. 数据处理： Java I/O 对于数据处理任务至关重要，例如解析文本文件、处理 CSV 数据以及通过 JDBC（Java 数据库连接）与数据库交互。

Java I/O 的最佳实践

在处理 Java I/O 时，请考虑以下最佳实践：

1. 使用 try-with-resources： 在处理流时，始终使用 try-with-resources 语句来确保正确的资源管理。这会在不再需要流时自动关闭它们，从而防止资源泄漏。
2. 使用缓冲 I/O： 尽可能使用缓冲 I/O 类来最大限度地减少系统调用次数并提高性能。
3. 优雅地处理异常： 通过实现错误处理机制（例如日志记录或错误传播）来优雅地处理 I/O 异常。
4. 使用 NIO 提高性能： 对于高性能的 I/O 操作，可以考虑使用 Java 的 NIO（New I/O）包，它提供了非阻塞 I/O 功能和增强的性能。

结论

Java I/O 是 Java 编程的基础部分，它提供了处理输入和输出操作的强大功能。通过理解 Java I/O 的核心概念、类和最佳实践，开发人员可以构建健壮高效的应用程序，这些应用程序可以无缝地与外部资源进行交互。无论是从文件读取、通过网络通信还是处理数据流，Java I/O 都提供了有效应对各种 I/O 任务所需的工具。

Java IO 选择题

1. 在 Java 中，以下哪个类用于读取字符流？

1. FileInputStream
2. FileReader
3. BufferedReader
4. InputStreamReader

2. Java I/O 中 BufferedWriter 类的作用是什么？

1. 它用于从文件中读取二进制数据。
2. 它用于向字符输出流写入文本，通过缓冲字符以实现高效写入。
3. 它用于从字符输入流读取文本，通过缓冲字符以实现高效读取。
4. 它用于向文件中写入二进制数据。

3. 在 Java 中，使用 BufferedReader 从文件中读取一行文本的哪个方法？

1. readLine()
2. read()
3. readChar()
4. readText()

4. Java 中 ObjectInputStream 类的作用是什么？

1. 它用于将对象序列化为字节流。
2. 它用于从字节流反序列化对象。
3. 它用于从二进制流中读取基本数据类型。
4. 它用于从文本文件中读取对象。

5. 关于 Java 中的 FileWriter 类，以下哪个陈述是正确的？

1. 它用于使用二进制流向文件写入字符。
2. 它用于使用字符流向文件写入字符。
3. 它用于使用二进制流从文件中读取字符。
4. 它用于使用字符流从文件中读取字符。