Java IO详解

  java IO详解（转）

 

1.     Abstract:
Java将I/O分为高阶I/O与低阶I/O，高阶I/O在使用上提供更多的读写方法，如读写 int、double、String的资料型态，而低阶的I/O大部份只提供write、read的byte[]存取，因为程式大部份的资料都是以字串或 其它主要型态资料来运算，因此低阶的I/O在使用上不利於程式设计，所以Java将许多好用的方法全部集合成高阶I/O; 换言之，低阶I/O的主要工作是负责与媒体资料作存取，高阶I/O类别主要作资料型态的转换及提供一些特殊的功能。在使用Java I/O时要谨记的一个重要原则是，在建立一个I/O之前必需先用低阶I/O类别来存取媒体资料(如档案或pipe)，之後再使用高阶I/O来控制低阶I /O类别的动作，这种一层又一层的架构称I/O Chain。底下为Java的I/O架构图，第一个为以byte为单位的I/O，第二个则是以char为单位。

 

2.     File I/O:
A.     FileInputStream & FileOutputStream
FileInputStream是读取档案用的类别，其建构式有叁个:
public FileInputStream(String strFilename) throws FileNotFoundException
public FileInputStream(File fIn) throws FileNotFoundException
public FileInputStream(FileDescriptor fdObj)
   在这里我只讲第一个，这是最直觉的方式，如下的范例1，会一次从e:\test.txt读10个bytes，将读入的结果输出到标准输出设备，直到档案结 束。在这个范例中要注意的是，available会传回输入串流中还有多少个bytes，read则会根据buffer的大小来决定一次读几个 bytes，并将实际读到的byte数传回。
===== 范例 1 =====
import java.io.*;
public class FIn {
  public FIn() {
    try {
      FileInputStream fis = new FileInputStream("e:/in.txt");
      while (fis.available() > 0) {
        byte[] b = new byte[10];
        int nResult = fis.read(b);
        if (nResult == -1) break;
        System.out.println(new String(b));
      }
      fis.close();
    }
    catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    FIn fIn = new FIn();
  }
}
        FileOutputStream是写入档案用的类别，其建构式有四个:
                Public FileOutputStream(String strFilename) throws FileNotFoundException
                Public FileOutputStream(File fOut) throws FileNotFound Exception
                Public FileOutputStream(FileDescriptor fdObj)
public FileOutputStream(String name, boolean append) throws FileNotFoundException

        第四个和第一个的差别只在於当档案存在时，第一个会将原来的档案内容覆盖，第四个则可以选择覆盖或将新内容接在原内容後面。范例2以建构式一讲解如何写入 一个档案…在这个范例中要注意的是，fIn每个读10个bytes，但是最後一次不一定会读10个bytes，因此，fOut在write时，要指明要写 几个bytes到档案中，否则最後一次仍会写入10个bytes，因Java在new byte时会先将内容先填0，所以後面的几个bytes会是0。

===== 范例2 =====
import java.io.*;
public class FOut {
  public FOut() {
    try {
      FileInputStream fIn = new FileInputStream("e:/in.txt");
      FileOutputStream fOut = new FileOutputStream("e:/out.txt");
      while (fIn.available() > 0) {
        byte[] b = new byte[10];
        int nResult = fIn.read(b);
        if (nResult == -1) break;
        fOut.write(b, 0, nResult);
      }
      fIn.close();
      fOut.close();
    }
    catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    FOut FOut1 = new FOut();
  }
}
B.     FileReader & FileWriter

FileReader和FileInputStream最大不同在於，FileInputStream读取的单位是 byte，FileReader读取的单位是char。另外要注意的是，在FileInputStream中以available来判断是否还有资料可读 取，在FileReader中是以ready来判断，
但是，available是传回还有多少个bytes可以读取，ready则传回true或false，当传回true时表示，下次read时保证不会停顿，当传回false时，表示下次read时”可能”停顿，所谓可能是指不保证不会停顿。
Ps. 测试时，in.txt里放些中文字就可以看出以byte和以char为单位有什麽不同。
===== 范例 3 =====
import java.io.*;
public class chFIn {
  public chFIn() {
    try {
      FileReader rdFile = new FileReader("e:/in.txt");
      while (rdFile.ready()) {
        char[] chIn = new char[10];
        int nResult = rdFile.read(chIn);
        if (nResult == -1) break;
        System.out.println(chIn);
      }
rdFile.close();
    }
    catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    chFIn chFIn1 = new chFIn();
  }
}
        FileWriter和FileOutputStream的最大不同也在於写入单位的不同，FileOutputStream为byte，FileWriter为char。
===== 范例 4 =====
import java.io.*;
public class chFOut {
  public chFOut() {
    try {
      FileReader rdFile = new FileReader("e:/in.txt");
      FileWriter wrFile = new FileWriter("e:/out.txt");
      while (rdFile.ready()) {
        char[] chIn = new char[10];
        int nResult = rdFile.read(chIn);
        if (nResult == -1) break;
        wrFile.write(chIn, 0, nResult);
      }
      rdFile.close();
      wrFile.close();
    }
    catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    chFOut chFOut1 = new chFOut();
  }
}

C.     BufferedReader & BufferedWriter
File I/O是相当耗时的作业，通常电脑在做处理时，者会建立一个缓冲区，一次读取或写入一个区块，借由减少I/O次数，来节省时间 ，在Java中的BufferedReader和BufferedWriter就是提供这样的缓冲功能。
在 范例5中，我们将FileReader导向BufferedReader，将FileWriter导向BufferedWriter，来达到区块读取、写 入的目的。BufferedReader提供的readLine一次可以读取一行，当遇到档尾时，会传回null。BufferedWriter提供的 newLine会产生列尾符号，这个列尾符号随作业系统的不同而不同，在Windows上为\r\n，在Unix上为\n，在Mac上为\r，这个符号是 依据line.separator系统性质而来的。需注意的是，如果将BufferedWriter应用到网路程式时，绝对不要使用newLine，因为 绝大多数的网路协定都是以\r\n为列尾，不会因作业系统不同而异。
===== 范例 5 =====
import java.io.*;
public class bufIn {
  public bufIn() {
    try {
      FileReader rdFile = new FileReader("e:/in.txt");
      BufferedReader brdFile = new BufferedReader(rdFile);
       FileWriter wrFile = new FileWriter("e:/out.txt");
      BufferedWriter bwrFile = new BufferedWriter(wrFile);
      String strLine;
      while ((strLine = brdFile.readLine()) != null) {
        bwrFile.write(strLine);
        bwrFile.newLine();
      }
      brdFile.close();
      bwrFile.close();
    }
    catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    bufIn bufIn1 = new bufIn();
  }
}
 D.     File
在档案处理方面，程式不只是要对档案做读、写，有时也需要得知档案的属性，或删除、移动、更名，有时则是要找出或列出某目录下的某些档案，针对这些运作，Java提供了File这个类别。底下的范例，说明如何使用File类别。

a.       如何得知档案属性:
在范例6中需注意的是lastModified传回的最後更改时间是自1970/1/1 00:00:00算起的时间，单位为毫秒，所以要用Date将它转换成日期、时间; 另外getCanonicalPath和getAbsolutePath得到的值在Windows上会是一样的，在Unix可能就会不一样。
===== 范例 6 =====
import java.io.*;
import java.util.*;
public class FileSpy {
  public FileSpy(String strFilename) {
    File fFile = new File(strFilename);
    if (fFile.exists()) {
      System.out.println("Name: " + fFile.getName());
      System.out.println("Absolute path: " + fFile.getAbsolutePath());
      try {
        System.out.println("Canonical path: " + fFile.getCanonicalPath());
      }
      catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      if (fFile.canWrite()) System.out.println(fFile.getName() + " is writable");
      if (fFile.canRead()) System.out.println(fFile.getName() + " is readable");
      if (fFile.isFile()) {
        System.out.println(fFile.getName() + " is a file");
      }
      else if (fFile.isDirectory()) {
        System.out.println(fFile.getName() + " is a directory");
      }
      else {
        System.out.println("What is this?");
      }
      long lngMilliseconds = fFile.lastModified();
      if (lngMilliseconds !=0) System.out.println("last modified at " + new Date(lngMilliseconds));
      long lngLen = fFile.length();
      if (lngLen !=0) System.out.println("size: " + lngLen);
    }
    else
      System.out.println("file not found");
  }
  public static void main(String[] args) {
    if (args.length == 1) {
      FileSpy fileSpy1 = new FileSpy(args[0]);
    }
    else
      System.out.println("Usage: java FileSpy Filename");
  }
}

 

b.      建立、删除、移动、更名:
File类别提供了createNewFile、renameTo、delete作为建立 (createNewFile)、删除(delete)、移动、更名(renameTo)之用，使用方式如下: (移动和更名都用renameTo，就如在Unix上档案搬移和更名都用mv一样)
===== 范例 7 =====
import java.io.*;
public class OperateFile {

  public OperateFile() {
    //create new file
    File fNewFile = new File("C:/newfile.txt");
    try {
      if (fNewFile.exists() == false) {
        if (fNewFile.createNewFile() == true) {
          System.out.println("create c:/newfile.txt success");
        }
        else {
          System.out.println("create c:/newfile.txt fail");
        }
      }
      else {
        System.out.println("file already exists");
      }
    }
    catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }

//rename file
    File fRenameFile = new File("c:/renamefile.txt");
    fNewFile.renameTo(fRenameFile);
    //remove file
    File fRemoveFile = new File("d:/" + fRenameFile.getName());
    fRenameFile.renameTo(fRemoveFile);
    //delete file
    try {
      File fDelFile = new File(fRemoveFile.getCanonicalPath());
      fDelFile.delete();
    }
    catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    OperateFile operateFile1 = new OperateFile();
  }
}
c.       找出某特定目录里的所有档案:
File类别提供的list和listFiles都可以列出某特定目录里的所有档案，其中list传回的是String[]，listFiles传回的是File[]，这两个函式都会传回所有的档案和目录。
===== 范例 8 =====
import java.io.*;
public class ListAllFiles {
  public ListAllFiles(String strDir) {
    File fDir = new File(strDir);
    File[] fAllFiles = fDir.listFiles();
    for(int i=0; i
      if (fAllFiles.isFile())
        System.out.println("File: " + fAllFiles.getName());
      else
        System.out.println("Dir: " + fAllFiles.getName());
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    ListAllFiles listAllFiles1 = new ListAllFiles(args[0]);
  }
}
3.     Network I/O:
Java对网路的支援只有TCP/IP和UDP/IP，提供的类别有URL、URLConnection、Socket、ServerSocket，在这里我只打算用ServerSocket、Socket为例，来说明Network I/O。
基本上，Java的I/O不管在任何的媒体上都是将它们视为stream，所以，网路I/O和档案I/O原理也是一致的，底下的两个程式分别为server socket及client socket。在看范例之前，可以再复习一下前面的abstract…
===== 范例 9 =====
import java.net.*;
import java.io.*;
public class myServer {
  public myServer(String strPort) {
    int nPort = new Integer(strPort).intValue();
    try {
      ServerSocket ss = new ServerSocket(nPort);
      Socket s = ss.accept();
      OutputStream out = s.getOutputStream();
      PrintStream psOut = new PrintStream(out);
      String strResponse = "Hello " + s.getInetAddress() + " on port " + s.getPort() + "\r\n";
      strResponse += "This is " + s.getLocalAddress() + " on port " + s.getLocalPort() + "\r\n";
      psOut.print(strResponse);
      s.close();
      ss.close();
    }
    catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

 

  public static void main(String[] args) {
    myServer myServer1 = new myServer(args[0]);
  }
}
===== 范例 10 =====
import java.net.*;
import java.io.*;
public class myClient {
  public myClient(String strIP, String strPort) {
    int nPort = new Integer(strPort).intValue();
    try {
      Socket s = new Socket(strIP, nPort);
      InputStream in = s.getInputStream();
      BufferedInputStream bisIn = new BufferedInputStream(in);
      while (bisIn.available() > 0) {
        byte[] b = new byte[30];
        int nLen = bisIn.read(b);
        System.out.println(new String(b, 0, nLen));
      }
    }
    catch (UnknownHostException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    myClient myClient1 = new myClient(args[0], args[1]);
  }
}

4.     Object Serialization:
A.     所谓Object Serialization就是把物件的”状态”储存成一系列的位元组，而这些位元组在稍候可用来恢复物件。更简单的说，Object Serialization是让物件可以以物件为储存单位。在Java中，任何物件要能Serialization，必须implements Serializable这个Interface，以下是一个简单的程式范例，可以将物件储存到e:\point.ser，或从e:\point.ser 将物件恢复原值。
===== 范例 11 =====
import java.io.*;
public class ThreeDPoint implements Serializable
{
  private double m_dblX, m_dblY, m_dblZ;

  public ThreeDPoint(double x, double y, double z)
  {
    m_dblX = x;
    m_dblY = y;
    m_dblZ = z;
  }
 public void PrintXYZ()
  {

    System.out.println("X: " + m_dblX);
    System.out.println("Y: " + m_dblY);
    System.out.println("Z: " + m_dblZ);
  }
  public static void main(String[] args)
  {
    if (args[0].equalsIgnoreCase("w")) {
      ThreeDPoint threeDPoint1 = new ThreeDPoint(10 ,20, 30);
      try {
        FileOutputStream fout = new FileOutputStream("e:\\point.ser");
        ObjectOutputStream oout = new ObjectOutputStream(fout);
        oout.writeObject(threeDPoint1);
        oout.close();
         System.out.println("write:");
        threeDPoint1.PrintXYZ();
      }
      catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
    else if (args[0].equalsIgnoreCase("r")) {
      try {
        FileInputStream fin = new FileInputStream("e:\\point.ser");
        ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(fin);
        Object o = oin.readObject();
        ThreeDPoint threeDPoint1 = (ThreeDPoint) o;
        oin.close();
        System.out.println("read:");
        threeDPoint1.PrintXYZ();
      }
      catch (Exception e) {
      }
    }
  } //end of main
}
B.     在Java中，一个实作某特定介面的类别，其子类别也因继承的原故而被视为实作了该介面，因此，许多没有明确宣告实作Serializable介面的类别，事实上也是可以被Serialization的。
C.     并非每个实作了Serializable介面的物件都可以被Serialization，如果这个物件继承图上的祖先，有其中一个是不可以被Serialization，那麽这个物件就不可以被Serialization。
5.     Formated I/O:
在 Java的I/O里，并没有所谓的型别，不管是int、long、double…最後都是以String输出，所以如果要让数字以特定格式输出，需透过 Java提供的两个类别java.text.NumberFormat和java.text.DecimalFormat将数字格式化後再输出。
范 例12简要说明NumberFormat如何使用，在开始使用NumberFormat时，应先用getInstance取得NumberFormat的 实体，范例12中的setMaximumIntegerDigits和setMinimumFractionDigits是用来设定整数和小数的位数，另 外还有setMinimumIntegerDigits和setMaximumFractionDigits也是同样功能。这些设定如有冲突，Java以 最後设定的为准。
===== 范例 12 =====
import java.text.*;
public class myFormat {
  public myFormat() {
    NumberFormat nf = NumberFormat.getInstance();
    double dblNum = Math.PI;
   System.out.println(dblNum);
    nf.setMaximumIntegerDigits(5);
    nf.setMinimumFractionDigits(4);
    System.out.println("PI: " + nf.format(dblNum));
  }
  public static void main(String[] args) {
    myFormat myFormat1 = new myFormat();
  }
}
另 一个类别DecimalFormat是继承NumberFormat的子类别，它提供了更强的格式化功能，透过设定pattern，可以使我们的输出更多 样化，至於Java提供的pattern有那些? 在API Document中有详细说明! 范例13仅举其一，说明DecimalFormat如何使用。
===== 范例 13 =====
import java.text.*;
public class myDecimalFormat {
  public myDecimalFormat() {
    DecimalFormat df = new DecimalFormat("0000.000");
    double dblNum = 123.45;
    System.out.println("dblNum: " + dblNum);
    System.out.println("dblNum: " + df.format(dblNum));
  }
  public static void main(String[] args) {
    myDecimalFormat myDecimalFormat1 = new myDecimalFormat();
  }
}