Java IO流详解:从磁盘到内存的高效传输
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更新于2024-08-03
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Java中的IO流是Java平台提供的一种处理输入输出数据的强大机制,它允许程序高效地读取和写入数据。IO流的实现主要基于一系列的类和接口,这些类和接口位于`java.io`包中,提供了对不同类型的输入输出源的支持,如文件、网络连接、内存缓冲等。
1. **缓冲的概念**
缓冲技术是提高数据传输效率的关键。当读取或写入数据时,使用缓冲区可以避免频繁地交互硬件,减少系统调用次数。例如,当观看网络视频时,如果数据直接从网络流到播放器可能会造成卡顿,此时通过缓冲区先把一部分数据存储起来,待后续需要时再释放,可以显著提升用户体验。
2. **IO流分类**
Java中的IO流分为四类:字节流(Byte Stream)、字符流(Character Stream)、输入流(Input Stream)和输出流(Output Stream)。字节流处理单个字节的数据,而字符流处理Unicode字符。
- **字节输入流**:用于从外部源(如文件、网络)读取字节数据到内存,如`FileInputStream`。为了提高效率,可以添加缓冲层,如`BufferedInputStream`。
- **字节输出流**:用于将内存中的字节数据写入外部源,如`FileOutputStream`,同样可以通过`BufferedOutputStream`增加缓冲功能。
- **字符输入流**:处理字符数据,如` FileReader`和`BufferedReader`,适合处理文本文件。
- **字符输出流**:用于输出字符数据到目标,如`FileWriter`和`BufferedWriter`。
3. **流的使用示例**
在给定的部分内容中,展示了如何使用`FileInputStream`和`BufferedInputStream`来读取文件到内存。下面是一个简单的例子:
```java
import java.io.*;
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建File对象
File file = new File("c:/aaa/1.txt");
// 创建字节输入流
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
// 添加缓冲功能
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
// 定义缓冲数组
byte[] buf = new byte[4 * 1024]; // 4KB
// 读取文件数据
int bytesRead;
while ((bytesRead = bis.read(buf)) != -1) {
// 处理读取到的数据
// ...
}
// 关闭流
bis.close();
fis.close();
}
}
```
4. **流的层次结构**
Java的IO流体系采用了装饰者模式,允许在不修改原有类的基础上添加新的功能。例如,我们可以在基础的输入流上添加缓冲功能,或者添加转换功能(如从字节流转换为字符流)。
5. **其他流类型**
除了基本的字节流和字符流,Java还提供了许多其他的流类型,如对象流(`ObjectInputStream`和`ObjectOutputStream`)用于序列化和反序列化对象,数据流(`DataInputStream`和`DataOutputStream`)用于读写基本数据类型,以及过滤流(FilterStream)用于添加额外的处理逻辑。
6. **NIO(New IO)**
自Java 1.4引入NIO(非阻塞I/O)之后,Java提供了更高效的数据传输方式。NIO允许程序选择性地等待数据可用,而不是像传统IO那样一直阻塞。NIO库包括通道(Channel)、缓冲区(Buffer)和选择器(Selector),为高性能并发I/O提供了支持。
Java的IO流机制提供了灵活且高效的输入输出处理能力,通过不同的流类型和缓冲技术,能够适应各种复杂的数据传输场景。理解和熟练掌握IO流对于任何Java开发者来说都是至关重要的。
2012-06-01 上传
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