Java的I/O操作，java

Java的I/O操作，java

一、概述
　　Java的IO支援通過java.io包下的類和介面來完成，在java.io包下主要有包括輸入、輸出兩種IO流，每種輸入輸出資料流又可分為位元組流和字元流兩大類。從JDK1.4以後，Java在java.nio包下提供了系列的全新API，通過java.nio，程式可以更高效的進行輸入、輸出操作。

二、Java I/O類和介面　
1、File類
　　File類直接處理檔案和檔案系統，它沒有指定如何擷取資訊或將資訊儲存到檔案中，只描述了檔案本身的屬性。File對象用於獲得或者操作與磁碟檔案相關聯的資訊，如存取許可權、時間、日期和目錄路徑等，並且還可以瀏覽子目錄的階層。
下面的建構函式可用來建立File對象：

構造方法摘要File(File parent, String child)           根據 parent 抽象路徑名和 child 路徑名字串建立一個新 File 執行個體。File(String pathname)           通過將給定路徑名字串轉換為抽象路徑名來建立一個新 File 執行個體。File(String parent, String child)           根據 parent 路徑名字串和 child 路徑名字串建立一個新 File 執行個體。File(URI uri)           通過將給定的 file: URI 轉換為一個抽象路徑名來建立一個新的 File 執行個體。

File類定義了許多可以得到File對象標準屬性的方法

public class Demo{    public static void main(String[] args)    {        File f=new File("D://hello.java");        System.out.println(f.getParent());//返回此抽象路徑名父目錄的路徑名字串；如果此路徑名沒有指定父目錄，則返回 null        System.out.println(f.getName());//返回由此抽象路徑名表示的檔案或目錄的名稱        System.out.println(f.exists());//測試此抽象路徑名表示的檔案或目錄是否存在        System.out.println(f.getAbsoluteFile());// 返回此抽象路徑名的絕對路徑名形式        System.out.println(f.getAbsolutePath());//返回此抽象路徑名的規範路徑名字串        System.out.println(f.getPath());//將此抽象路徑名轉換為一個路徑名字串        System.out.println(f.hashCode());//計算此抽象路徑名的雜湊碼        System.out.println(f.length());//返回由此抽象路徑名表示的檔案的長度        System.out.println(f.list());// 返回一個字串數組，這些字串指定此抽象路徑名表示的目錄中的檔案和目錄        System.out.println(f.mkdir());//建立此抽象路徑名指定的目錄    }}

　　2. 流類
　　Java中把不同的輸入輸出源抽象畫為“流”，通過流的方式允許？Java程式使用相同的方式來訪問不同的輸入輸出源。
　　位元組流類：提供了處理針對位元組的IO的豐富環境，頂部類是InputStream和OutputStream，它們均是抽象類別。
　　字元流類：位元組流類不能處理Unicode字元，字元流類操作的資料單元為字元，，頂部類是Reader和Writer。
　　位元組流類和字元流類的功能基本一樣，只是操作的資料單元不同，其中InputStream和Reader都是將資料抽象為一根水管，程式可以通過read()方法每次抽取一個“水滴”，也可以通過read(char[]cbuf)方法來讀取多個“水滴”，程式通過read()方法返回-1來判斷是否到了輸入資料流的結束點。
　　eg.讀取檔案，統計檔案字元數：

public class FileDemo{    public static void main(String[] args)    {        int b=0;        try        {            FileInputStream in=null;            in =new FileInputStream("D:\\a.txt");            long num=0;            while((b=in.read())!=-1)            {                System.out.print((char)b);                num++;            }            in.close();                System.out.println(num);        }         catch (FileNotFoundException e)        {            e.printStackTrace();        }        catch (IOException e)        {            e.printStackTrace();        }    }}

　　FileInputStream類建立一個InputStream，可以用來從檔案中讀取檔案。
　　eg.將一個檔案內容拷貝至另一個檔案：

public class FileOutStream{    public static void main(String[] args)    {        int b=0;        try        {            FileInputStream in =new FileInputStream("D:\\Eclipse\\workSpace\\day_041602\\src\\day_041602\\TestMain.java");            FileOutputStream out=new FileOutputStream("D:\\hello.java");            while((b=in.read())!=-1)            {                out.write(b);            }            in.close();            out.close();            System.out.println("執行完成");        }         catch (FileNotFoundException e)        {            // TODO 自動產生的 catch 塊            e.printStackTrace();        } catch (IOException e)        {            // TODO 自動產生的 catch 塊            e.printStackTrace();        }    }}

　　BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter稱為緩衝流，它們通過緩衝輸入輸出來提高效能。
　　eg.在hello.java文本中輸入100個隨機數，並在螢幕上顯示：

public class BufferWriterDemo{    public static void main(String[] args)    {        try        {            String s;            BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("D:\\hello.java"));            BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("D:\\hello.java"));            for(int i=0;i<100;i++)            {                s=String.valueOf(Math.random());  //產生隨機數                bw.write(s);//寫入hello.java檔案中                bw.newLine();//寫入一個分行符號            }            bw.flush();//重新整理緩衝            while((s=br.readLine()) != null)//讀取一個文本行                {                        System.out.println(s);                }            bw.close();            br.close();        }         catch (IOException e)        {            // TODO 自動產生的 catch 塊            e.printStackTrace();        }    }}

三、NIO
　　1.概述
　　NIO使用記憶體映射的方式處理輸入輸出，將檔案或檔案的一段區域對應到記憶體中，這樣就可以像訪問記憶體一樣來訪問檔案了。
　　相關的包有：java.nio.channels包：主要包含Channel和Selector相關的類，java.nio.charset包：主要包含和字元集相關的類
　　NIO系基於兩個基本的元素：緩衝和通道。緩衝區容納資料，通道代表隊I/O裝置的開放式串連。一般而言使用NIO系統，需要獲得到I?O裝置的一個通道和容納資料的一個緩衝區，然後可以對緩衝區進行操作，隨意輸入和輸出資料。除此之外，NIO還提供了用於將Unicode字串映射成位元組序列以及逆映射操作的Charset類，還有支援非阻塞式輸入輸出的Selector類。

　　2.緩衝區
　　　緩衝(buffer)可以理解成一個容器，它的本質是一個數組，發送到Channel中的所有對象都必須首先放到buffer中，從channel中讀取的資料也必須先讀到buffer中。
　　　Buffer中有三個重要的參數

• capacity：表示該Buffer的最大儲存容量

• limit：第一個不應該被讀出或寫入的緩衝區位置索引

• position：用於指明下一個可以被讀出或寫入的緩衝區位置索引
  　　
  除此之外還有一個可選的mark標記，該mark允許程式直接將position定位到mark處。位置如下所示：

　　 每放入一個資料，position向後移動一位，當Buffer裝入資料結束後，調用flip方法，將limit設定為position所在的位置，將position設定為0，這樣使得從Buffer中讀資料總是從0開始。當Buffer輸出資料結束後，Buffer調用 clear方法，它將position置為0，，置limit為capacity，這樣為再次向Buffer中裝入資料做好準備。Buffer還提供了put和get方法，用於向Buffer中放入資料和讀取資料，既支援對單個資料的訪問也支援對批量資料的訪問。
　　eg.

public class Test{    public static void main(String[] args)    {        CharBuffer m=CharBuffer.allocate(8);        m.put('a');        m.put('b');        m.put('c');        System.out.println("position:"+m.position());        System.out.println("limit:"+m.limit());        m.flip();        System.out.println("第一個元素"+m.get());        System.out.println("第二個元素"+m.get());        System.out.println("position:"+m.position());    }}

　　 執行結果：
　　
　3.通道
　　　Channel與傳統的InputStream、OutputStream最大的區別在於它提供了一個map方法，通過該map方法可以直接將一塊資料對應到記憶體中。
　　 Channel是一個介面，系統為該介面提供了FileChannel等實作類別，所有的Channel都是通過傳統節點InputStream、OutputSteam的getChannel方法來返回對應的Channel。
　　　Channel中最常見的三個方法是：map、read和write。其中map將Channel對應的部分或全部資料對應的ByteBuffer，read或write方法有一系列重載的形式用於讀取資料。
　　eg.將WelcomeServlet.java的內容複寫到a.txt中去，並在控制台列印處內容。

public class FileChannelTest{    public static void main(String[] args)    {        FileChannel inChannel=null;        FileChannel outChannel=null;        FileChannel randomChannel=null;        File f=new File("D://WelcomeServlet.java");        try        {            FileInputStream fs=new FileInputStream(f);            inChannel=fs.getChannel();            MappedByteBuffer buffer=inChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY,0, f.length());//將inChannel裡的全部資料對應成ByteBuffer            Charset charset=Charset.forName("GBK");            outChannel=new FileOutputStream("D://a.txt").getChannel();            outChannel.write(buffer);            buffer.clear();            CharsetDecoder decoder=charset.newDecoder();//建立解碼器對象            CharBuffer charBuffer=decoder.decode(buffer);//使用解碼器將ByteBuffer轉換為charBuffer            System.out.println(charBuffer);     //擷取對應字串        }         catch (FileNotFoundException e)        {            // TODO 自動產生的 catch 塊            e.printStackTrace();        }         catch (IOException e)        {            // TODO 自動產生的 catch 塊            e.printStackTrace();        }    }}