功能更为强大的流,都是在基本的流对象基础之上创建而来的,就像穿上铠甲的武士一样,相当于是对基本流对象的一种增强。
一、缓冲流
缓冲流,也叫高效流,是对4个基本流的增强,所以也是4个流,按照数据类型分类:
- 字节缓冲流:
BufferedInputStream
,BufferedOutputStream
- 字符缓冲流:
BufferedReader
,BufferedWriter
缓冲流的基本原理,是在创建流对象时,会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组,通过缓冲区读写,减少系统 IO 次数,从而提高读写的效率。
1.1 字节缓冲流
1.1.1 构造方法
public BufferedInputStream(InputStream in)
:创建一个 新的缓冲输入流。
public BufferedOutputStream(OutputStream out)
: 创建一个新的缓冲输出流。
1.1.2 示例
tips: 缓冲流读写方法与基本流是一致的
public class BufferedDemo {
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
// 记录开始时间
long start = System.currentTimeMillis();
// 创建缓冲流对象
try (
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
){
// 读写数据
int len;
byte[] bytes = new byte[8 * 1024];
while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
bos.write(bytes, 0 , len);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 记录结束时间
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:" + (end - start) + " ms");
}
}
1.2 字符缓冲流
1.2.1 构造方法
public BufferedReader(Reader in)
:创建一个 新的缓冲输入流。
public BufferedWriter(Writer out)
: 创建一个新的缓冲输出流。
1.2.2 常用方法
类 | 方法名 | 说明 |
---|---|---|
BufferedReader | String readLine() | 读入一行文字 |
BufferedWriter | void newLine() | 写出一行文字,行分隔符由系统属性定义符号 |
1.2.2 示例
public class BufferedReaderDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建缓冲流对象
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));
// 定义字符串,保存读取的一行文字
String line = null;
// 循环读取,读取到最后返回null
while ((line = br.readLine()) != null) {
// 写出数据
bw.write(line);
// 写出换行
bw.newLine();
}
// 释放资源
br.close();
bw.close();
}
}
二、转换流
2.1 字符编码和字符集
2.1.1 字符编码
计算机中储存的信息都是用二进制数表示的,而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则,将字符存储到计算机中,称为编码 。反之,将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来,称为解码 。比如说,按照A规则存储,同样按照A规则解析,那么就能显示正确的文本符号。反之,按照A规则存储,再按照B规则解析,就会导致乱码现象。字符编码(Character Encoding) : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。
2.1.2 字符集
计算机要准确的存储和识别各种字符集符号,需要进行字符编码,一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。
ASCII 字符集
ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准代码)是基于拉丁字母的一套电脑编码系统,用于显示现代英语,主要包括控制字符(回车键、退格、换行键等)和可显示字符(英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号)。基本的 ASCII 字符集,使用 7 位(bits)表示一个字符,共 128 字符。ASCII 的扩展字符集使用 8 位(bits)表示一个字符,共 256 字符,方便支持欧洲常用字符。
ISO-8859-1 字符集
ISO-8859-1 编码是单字节编码,向下兼容 ASCII,其编码范围是 0x00-0xFF,0x00-0x7F 之间完全和 ASCII 一致,0x80-0x9F 之间是控制字符,0xA0-0xFF 之间是文字符号。此字符集支持部分于欧洲使用的语言,包括丹麦语、荷兰语、德语、意大利语、拉丁语、西班牙语等。英语虽然没有重音字母,但仍会标明为 ISO-8859-1 编码。
GBxxx 字符集
GB 就是国标的意思,是为了显示中文而设计的一套字符集。主要有:
GB2312
:简体中文码表。一个小于 127的字符的意义与原来相同。但两个大于 127的字符连在一起时,就表示一个汉字,这样大约可以组合了包含 7000多个简体汉字,此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了,连在 ASCII 里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码,这就是常说的"全角"字符,而原来在 127号以下的那些就叫"半角"字符了。
GBK
:最常用的中文码表。是在 GB2312 标准基础上的扩展规范,使用了双字节编码方案,共收录了 21003 个汉字,完全兼容 GB2312 标准,同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
GB18030
:最新的中文码表。收录汉字 70244 个,采用多字节编码,每个字可以由 1个、2个或 4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字,同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
Unicode字符集
Unicode 编码系统为表达任意语言的任意字符而设计,是业界的一种标准,也称为统一码、标准万国码。它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号,或者文字。有三种编码方案,UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。
UTF-8
可以用来表示 Unicode 标准中任何字符,它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中,优先采用的编码。互联网工程工作小组(IETF)要求所有互联网协议都必须支持 UTF-8 编码。它使用一至四个字节为每个字符编码,编码规则:
⚑ 128个US-ASCII字符,只需一个字节编码。
⚑ 拉丁文等字符,需要二个字节编码。
⚑ 大部分常用字(含中文),使用三个字节编码。
⚑ 其他极少使用的Unicode辅助字符,使用四字节编码。
2.2 InputStreamReader 类
java.io.InputStreamReader
是Reader的子类,是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节,并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定,也可以是默认字符集。
2.2.1 构造方法
InputStreamReader(InputStream in)
: 创建一个使用默认字符集的字符流。
InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)
: 创建一个指定字符集的字符流。
2.2.2 示例
public class ReaderDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 定义文件路径,文件为gbk编码
String FileName = "E:\\file_gbk.txt";
// 创建流对象,默认UTF8编码
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName));
// 创建流对象,指定GBK编码
InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK");
// 定义变量,保存字符
int read;
// 使用默认编码字符流读取,乱码
while ((read = isr.read()) != -1) {
System.out.print((char)read); // ��Һ�
}
isr.close();
// 使用指定编码字符流读取,正常解析
while ((read = isr2.read()) != -1) {
System.out.print((char)read);// 大家好
}
isr2.close();
}
}
2.3 OutputStreamWriter 类
java.io.OutputStreamWriter
是Writer的子类,是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定,也可以是默认字符集。
2.3.1 构造方法
OutputStreamWriter(OutputStream in)
: 创建一个使用默认字符集的字符流。
OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName)
: 创建一个指定字符集的字符流。
2.3.2 示例
public class OutputDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 定义文件路径
String FileName = "E:\\out.txt";
// 创建流对象,默认UTF8编码
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName));
// 写出数据
osw.write("你好"); // 保存为6个字节
osw.close();
// 定义文件路径
String FileName2 = "E:\\out2.txt";
// 创建流对象,指定GBK编码
OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK");
// 写出数据
osw2.write("你好");// 保存为4个字节
osw2.close();
}
}
三、序列化流
Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象,该字节序列包含该对象的数据
、对象的类型
和对象中存储的属性
等信息。字节序列写出到文件之后,相当于文件中持久保存了一个对象的信息。 反之,该字节序列还可以从文件中读取回来,重构对象,对它进行反序列化。对象的数据
、对象的类型
和对象中存储的数据
信息,都可以用来在内存中创建对象。
3.1 ObjectOutputStream 类
java.io.ObjectOutputStream
序列化流,将 Java 对象的原始数据类型写出到文件,实现对象的持久存储。
3.1.1 构造方法
public ObjectOutputStream(OutputStream out)
: 创建一个指定 OutputStream 的 ObjectOutputStream。
3.1.2 示例
tips1: 该类必须实现java.io.Serializable
接口,Serializable
是一个标记接口,不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化,会抛出NotSerializableException
异常。
tips2: 该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的,则该属性必须注明是瞬态的,使用transient
关键字修饰。
tips3: final void writeObject (Object obj)
: 将指定的对象写出。
// 将要被序列化的实体类
public class Student implements Serializable {
// 加入序列版本号
private static final long serialVersionUID = 1L;
public String name;
public transient int age; // transient 瞬态修饰成员,不会被序列化
public void show() {
System.out.println(name + " -- " + age);
}
}
--------------------------------------------------------------------------------------------
// 序列化
public class SerializeDemo{
public static void main(String [] args) {
// 创建对象
Student stu = new Student();
stu.name = "zhangsan";
stu.age = 20;
try {
// 创建序列化流对象
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("stu.txt"));
// 写出对象
out.writeObject(stu);
} catch(IOException i) {
i.printStackTrace();
} finally {
// 释放资源
out.close();
}
}
}
3.2 ObjectInputStream 类
java.io.ObjectInputStream
反序列化流,将之前使用 ObjectOutputStream 序列化的原始数据恢复为对象。
3.2.1 构造方法
public ObjectInputStream(InputStream in)
: 创建一个指定 InputStream 的 ObjectInputStream。
3.2.2 示例
tips1: 对于 JVM 可以反序列化对象,它必须是能够找到 class 文件的类。如果找不到该类的 class 文件,则抛出一个ClassNotFoundException
异常。
tips2: 当 JVM 反序列化对象时,能找到 class 文件,但是 class 文件在序列化对象之后发生了修改,那么反序列化操作也会失败,抛出一个InvalidClassException
异常。例如:该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配。
tips3: final Object readObject ()
: 读取一个对象。
public class DeserializeDemo {
public static void main(String [] args) {
Student stu = null;
try {
// 创建反序列化流
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("stu.txt"));
// 读取一个对象
stu = (Student) in.readObject();
} catch(IOException i) {
// 捕获其他异常
i.printStackTrace();
// 结束执行
return;
} catch(ClassNotFoundException c) {
// 捕获类找不到异常
c.printStackTrace();
// 结束执行
return;
} finally {
// 释放资源
in.close();
}
// 无异常,直接打印输出
System.out.println("Name: " + stu.name); // zhangsan
System.out.println("age: " + stu.age); // 0
}
}