IO体系结构及简单应用

IO体系结构

Java将输入输出抽象为流，与之相关的类都在java.io包中。

流按方向分为输入流InputStream和输出流OutputStream.程序使用输入流对象从数据源读取数据，使用输出流对象向目的地写出数据。

常用的流有：
基础字节流（原始流）：
      InputStream,OutputStream（都是抽象类）是java中可以按最小数据单位读取
      的流，即每次读写一个字节，基础流是直接连接到输入源的流。
过滤流（节点流）：
      过滤流是用来包装基础流以提供更好的特性，如提供缓冲功能的
      BufferedInputStream和BufferedOutputStream,它并不直接连接到数据源。
基于具体数据类型的流：
      要从流中读取指定数据类型的数据时，用到DataInputStream,DataOutputStream
基于对象读写：
       对象的输入输出流ObjectInput,ObjectOutput.对象流的读取又叫java对象序
       列化技术。

一、
InputStream中的重要方法：
int available() 流中可以读取的有效字节长度（多少个byte）
void close() 流对象使用完后要关闭，就像水龙头，用完要关，否则会占用系统资源
int read() 这个方法调用会返回流中的下一个字节作为一个byte值，如果已经读到末尾
              则返回-1，表示流中数据已经读完。次方法返回虽为int，但读取的是
              一个byte，如果要读取一个int型，那么要用到DataInput对象的
              readInt()方法
int read(byte[] b) 用从流中读到的byte

OutputStream中的重要方法：
void close() 关闭流
void flush() 将输出流有可能还保存在JVM内存中的数据强制输出到目标中
void write(byte[] b) 将byte数组中的内容输出到流中
void write(byte[] b,int off,int len) 将数组中的一部分写到流中
void write(int b) 向流中写入一个byte值！如果要写入一个int型，则要使用
                      DataOutput对象的writeInt()fangfa

读取文件举例：

	/**
	 * 读取文件的方法
	 * @throws IOException 
	 */	
	public String readFile(String path) throws IOException{
		FileInputStream is = new FileInputStream(path);
		
		int length = is.available();
		byte[] array = new byte[length];
		for(int i=0;i<length;i++){
			array[i] = (byte) is.read();
		}
		//把byte类型的数组转换成String类型 
		String str = new String(array);		
		System.out.println("读取文件："+str);
		is.close();
		return str;
	}

二、
缓冲流是一种过滤流。常用的是BufferedInputStream,BufferedOutputStream

之前的流读写文件是如下过程：
输入文件->操作系统内存->JVM内存->代码变量->JVM内存->操作系统内存->输出文件。
经历这样的一个过程才传输了一个字节，这样就造成了效率低下速度缓慢；
而缓冲流机制是在JVM开辟一定大小的缓冲区（目前8M），当输入缓冲区的数据达到一定值时就一次性输出到文件中。这样很大程度上节省了时间。

使用缓冲流时注意：
缓冲区不满时是不会自动输出到文件中的，需要添加关闭命令，如果文件很大，缓冲区满了则会自动输出并清空缓冲区继续读取！所以为保证完整输出，需要关闭Buffered流。

构造器：
BufferedInputStream(InputStream in)
     使用一个InputStream的输入流对象创建一个默认缓冲区大小(8M)的缓冲输入流对象
BufferedInputStream(InputStream in,int size)指定缓冲区大小

BufferedOutputStream(OutputStream out)
BufferedOutputStream(OutputStream out,int size)

/**
 * BufferedInputStream和BufferedOutputStream完成文件的复制
 * @author 客
 *
 */
public class BufferedStream {

	/**
	 * 主方法
	 * @param 
	 * @throws IOException 
	 */
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		BufferedStream bs = new BufferedStream();
		//创建两个路径分别表示被复制文件路径和新文件路径
		String path = "src\\lwq\\java\\File_MyExercise0712\\BufferedStream.java";
		String newPath = "src\\lwq\\java\\File_MyExercise0712\\BufferedStream.java.bak";		
		bs.copyFile(path,newPath);
	}
	/**
	 * 完成复制的方法
	 * @throws IOException 
	 */
	public void copyFile(String path,String newPath) throws IOException{
		FileInputStream is = new FileInputStream(path);
		BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is);
		
		FileOutputStream os = new FileOutputStream(newPath);
		BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);
		
		int length = is.available();
		byte[] array = new byte[length];
		
		for(int i=0;i<length;i++){
			array[i] = (byte)bis.read();
		}		
		bos.write(array);
		bos.close();		
	}	
}

三、
串行化又叫做对象序列化，是可以通过流对象保存java对象的一种方法。在java中要事项序列化的对象的类，必须事项java.io.serializable接口，未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。序列化接口没有方法或字段，仅用于标识可序列化的语义。

对象类所表示的数据在不断改变，所以他们不会被串行化，如java.io.FileInputStream,
java.io.FileOutputStream和java.lang.Thread等流。

有时候为了保密需要，类不允许自己对象的某个属性被序列化，则可以再属性前加transient关键字，那么该属性在对象的保存时不会生效，读取时也不会得到数据。

对象读写，一般使用java.io.ObjectInputStream类的void writeObject(Object o)方法向流中写入一个对象和java.io.ObjectOutputStream类的Object readObject()读取一个对象。

四、
DataInputStream和DataOutputStream主要用来读写指定的数据类型。


五、画图板文件的保存打开
电脑中存储的不同信息有不同的存储格式。每一种文件格式通常有一种或多种扩展名，但也可以没有扩展名，扩展名对文件本身不会有影响，只是标示打开的优先方式。。

文件由两部分组成：
1、文件头信息：包括存储类型等文件的整体信息；
2、文件内容：具体的。

以画图板为例，头部信息包括图片的存储类型，图片的宽和高，起始位置；
              文件内容记录每一个像素点的颜色值。

在文件保存时首先要对画板图片部分进行截屏操作，并保存图片头信息和内容

/**
 * 截取画板上图片的类
 * @author 客
 *
 */
public class ScreenCapture {

	public int[][] createScreenCapture(JPanel drawPanel) throws AWTException{
		//得到画图面板的高度
		int height = drawPanel.getHeight();
		//得到画图面板的宽度
		int width = drawPanel.getWidth();
		System.out.println("height="+height+"      width="+width);
		
		//获取画图面板在屏幕的位置
		Point point = drawPanel.getLocationOnScreen();
		System.out.println("x="+point.getX()+"  y="+point.getY());
		
		//实例化一个矩形对象
		Rectangle rect = new Rectangle((int)point.getX(),(int)point.getY(),width,height);
		
		//实例化一个机器人类的对象
		Robot robot = new Robot();
		
		//开始截取屏幕上的图片
		BufferedImage image = robot.createScreenCapture(rect);
		
		//实例化一个二维数组对象，用来存储图片每个像素点的值
		int[][] array = new int[width][height];
		
		//遍历图片，将每个像素点的颜色取出，存入到数组中
		for(int i=0;i<array.length;i++){
			for(int j=0;j<array[i].length;j++){
				array[i][j] = image.getRGB(i, j);
			}
		}		
		return array;
	}	
}

在点击保存和打开时，对于截屏时的内容进行写入文件和读取操作。

/**
 * 画图程序的保存和打开操作
 * @author 客
 *
 */
public class OpenSave {

	/**
	 * 文件保存的方法
	 * @param path，传入的保存路径
	 * @param array，将图片内容保存到数组中
	 * @return
	 */
	public boolean save(String path,int[][] array){
		boolean b = false;	
		try {
			FileOutputStream os = new FileOutputStream(path);
			BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);
			DataOutputStream dos = new DataOutputStream(bos);
			
			/**
			 * 文件的格式：1、文件头：文件类型，图片宽度，图片高度
			 * 		   2、文件内容：每个像素点的颜色值
			 */
			//图片宽度
			dos.writeInt(array.length);
			//图片高度
			dos.writeInt(array[0].length);
			//写文件内容
			for(int i=0;i<array.length;i++){
				for(int j=0;j<array[i].length;j++){
					dos.writeInt(array[i][j]);
				}
			}
			b = true;
			
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}			
		return b;		
	}
	
	/**
	 * 打开文件的方法
	 * @param path
	 * @return
	 */
	public int[][] open(String path){
		int[][] array = null;		
		try {
			FileInputStream is = new FileInputStream(path);
			BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is);
			DataInputStream dis = new DataInputStream(bis);
			
			//读图片的宽度，高度
			int width = dis.readInt();
			int height = dis.readInt();
			System.out.println("width="+width+"     height="+height);
			
			array = new int[width][height];			
			//写文件内容
			for(int i=0;i<array.length;i++){
				for(int j=0;j<array[i].length;j++){
					array[i][j] = dis.readInt();
				}
			}			
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return array;		
	}	
}

如有不足欢迎指正！