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举例讲解Java中的Stream流概念

2019-11-26 14:59:48
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供稿:网友

1、基本的输入流和输出流
流是 Java 中最重要的基本概念之一。文件读写、网络收发、进程通信,几乎所有需要输入输出的地方,都要用到流。

流是做什么用的呢?就是做输入输出用的。为什么输入输出要用“流”这种方式呢?因为程序输入输出的基本单位是字节,输入就是获取一串字节,输出就是发送一串字节。但是很多情况下,程序不可能接收所有的字节之后再进行处理,而是接收一点处理一点。比方你下载魔兽世界,不可能全部下载到内存里再保存到硬盘上,而是下载一点就保存一点。这时,流这种方式就非常适合。

在 Java 中,每个流都是一个对象。流分为两种:输入流(InputStream)和输出流(OutputStream)。对于输入流,你只要从流当中不停地把字节取出来就是了;而对于输出流,你只要把准备好的字节串传给它就行。

流对象是怎么获得的呢?不同的外部系统,获取流的方式也不同。例如,文件读写就要创建 FileInputStream/FileOutputStream 对象,而网络通信是通过 Socket 对象来获取输入输出流的。一般来说,如果一个类有 getInputStream() 或 getOutputStream() 这样的方法,就表明它是通过流对象来进行输入输出的。
 
InputStream 是输入流,下面是一个通过 InputStream 读取文件的例子:

import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.util.Arrays;  /**  * 通过流读取文件  */ public class ReadFileDemo {   // 程序入口  public static void main(String[] args) {   String path = "c:/boot.ini";   File file = new File(path);    // 创建输入流   InputStream is;   try {    is = new FileInputStream(file);   } catch (FileNotFoundException e) {    System.err.println("文件 " + path + " 不存在。");    return;   }    // 开始读取   byte[] content = new byte[0];  // 保存读取出来的文件内容   byte[] buffer = new byte[10240]; // 定义缓存    try {    int eachTime = is.read(buffer); // 第一次读取。如果返回值为 -1 就表示没有内容可读了。    while (eachTime != -1) {     // 读取出来的内容放在 buffer 中,现在将其合并到 content。     content = concatByteArrays(content, buffer, eachTime);     eachTime = is.read(buffer); // 继续读取    }   } catch (IOException e) {    System.err.println("读取文件内容失败。");    e.printStackTrace();   } finally {    try {     is.close();    } catch (IOException e) {     // 这里的异常可以忽略不处理    }   }    // 输出文件内容   String contentStr = new String(content);   System.out.println(contentStr);  }   /**   * 合并两个字节串   *   * @param bytes1  字节串1   * @param bytes2  字节串2   * @param sizeOfBytes2 需要从 bytes2 中取出的长度   *   * @return bytes1 和 bytes2 中的前 sizeOfBytes2 个字节合并后的结果   */  private static byte[] concatByteArrays(byte[] bytes1, byte[] bytes2, int sizeOfBytes2) {   byte[] result = Arrays.copyOf(bytes1, (bytes1.length + sizeOfBytes2));   System.arraycopy(bytes2, 0, result, bytes1.length, sizeOfBytes2);   return result;  } } 

虽然写得很嗦,但这确实是 InputStream 的基本用法。注意,这只是一个例子,说明如何从输入流中读取字节串。实际上,Java 提供更简单的方式来读取文本文件。以后将会介绍。

相比从流中读取,使用 OutputStream 输出则是非常简单的事情。下面是一个例子:

import java.io.OutputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.File; import java.io.IOException; import java.util.Date;  /**  * 将当前日期保存到文件  */ public class SaveFileDemo {   public static void main(String[] args) throws IOException {   String path = "c:/now.txt";    File file = new File(path);   if (!file.exists() && !file.createNewFile()) {    System.err.println("无法创建文件。");    return;   }    OutputStream os = new FileOutputStream(file); // 创建输出流(前提是文件存在)   os.write(new Date().toString().getBytes());  // 将当前时间写入文件   os.close();          // 必须关闭流,内容才会写入文件。   System.out.println("文件写入完成。");  } } 

 
Java 还提供其它的流操作方式,但它们都是对 InputStream 和 OutputStream 进行扩展或包装。所以这两个类是基础,必须要理解它们的使用。

2、Reader 和 Writer
介绍了 InputStream 和 OutputStream,接下来介绍 Reader 和 Writer。这两个类其实就是将 InputStream 和 OutputStream 包装了一下。不过它们处理的不是字节(byte),而是字符(char)。如果一个流当中的内容都是文本,那么用 Reader/Writer 处理起来会简单些。下面是一个用 Reader 读取文本文件的例子:

import java.io.FileReader; import java.io.IOException; import java.io.Reader;  /**  * 读取文本文件  */ public class ReadTextFileDemo {   // 程序入口  public static void main(String[] args) {   String path = "c:/boot.ini";   String content = "";    try {    Reader reader = new FileReader(path);    char[] buffer = new char[10240];    int count;     while ((count = reader.read(buffer)) != -1) {     content += new String(buffer, 0, count);    }   } catch (IOException e) {    System.err.println("读取文件失败。");    e.printStackTrace();   }    System.out.println(content);  }  } 

至于如何用 Writer 将文本内容写入文件,这里就不给出例子了,看官自己试着写一下吧。

上面这个例子,仍然不是读取文本文件最常用的方式。Java 提供 BufferedReader,我们通常用它来读取文本文件。下面是一个例子:

import java.io.BufferedReader; import java.io.FileReader; import java.io.IOException;  /**  * 用 BufferedReader 读取文本文件  */ public class ReadTextDemo2 {   public static void main(String[] args) {   String path = "c:/boot.ini";   String content = "";    try {    BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(path));    String line;    while ((line = reader.readLine()) != null) {     content += line + "/n";    }   } catch (IOException e) {    System.err.println("读取文件失败。");    e.printStackTrace();   }    System.out.println(content);  } } 

3、对象序列化
对象序列化也是流应用的一个重要方面。序列化就是把一个对象转换成一串字节,既可以保存起来,也可以传给另外的 Java 程序使用。ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 就是专门用来进行序列化和反序列化的。下面就是一个简单的例子:

import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.File; import java.io.IOException; import java.io.Serializable; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.FileInputStream; import java.io.EOFException;   /**  * ObjectOutputStream/ObjectInputStream 示例。  * 这两个类分别用于序列化和反序列化。  */ public class SerializationDemo {     public static void main(String[] args) throws Exception {     String path = "c:/persons.data";     File f = new File(path);     if (!f.exists()) {       f.createNewFile();     }       writePersons(path);     readPersons(path);   }     // 从指定的文件中读取 Person 对象   private static void readPersons(String path) throws IOException, ClassNotFoundException {     ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(path));       Person p;     while (true) {       try {         p = (Person) ois.readObject();         System.out.println(p);       } catch (EOFException e) {         break;       }     }   }     // 将 Person 对象保存到指定的文件中   private static void writePersons(String path) throws IOException {     Person[] persons = new Person[]{         new Person("张三", 23),         new Person("李四", 24)     };       ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(path));     for (Person person : persons) {       oos.writeObject(person);     }     oos.close();   }     ///////////////////////////////////////////////////////////     private static class Person implements Serializable {       private String name;       private int age;       public Person() {     }       public Person(String name, int age) {       this.name = name;       this.age = age;     }       public String getName() {       return name;     }       public void setName(String name) {       this.name = name;     }       public int getAge() {       return age;     }       public void setAge(int age) {       this.age = age;     }       @Override     public String toString() {       return "Person{" +           "name='" + name + '/'' +           ", age=" + age +           '}';     }   } } 

这个例子里面看不到字节和字符的读写,因为这两个类都包装好了。上面只是一个简单的例子,序列化要写好的话还是有不少讲究的。想深入了解序列化,可以看看这里。本文只关注跟流有关的部分。其实序列化用的很少,因为序列化降低了灵活性,所以可以不用的话一般都不会用。

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