java_IO--IO深入操作
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1. 字符编码
在计算机的世界里面只认0、1的数据，如果要想描述一些文字的编码就需要对这些二进制的数据进行组合，所以才有了现在可以看见的中文，但是在进行编码的时候如果要想正确显示出内容则一定需要有解码，所以编码和解码肯定要采用统一的标准，那么如果不统一的时候就会出现乱码。
那么在实际的开发之中对于常用的编码有如下几种:
- GBK/GB2312: 国标编码，可以描述中文信息，其中GB2312只描述简体中文，而GBK包含有简体中文与繁体中文;
- ISO8859-1:国际通用编码，可以用其描述所有的字母信息，如果是像型文字则需要进行编码处理;
- UNICODE编码:采用十六进制的方式存储，可以描述所有的文字信息;
- UTF编码:象形文字部分使用十六进制编码，而普通的字母采用的是ISO8859-1编码，它的优势在于适合于快速的传输，节约带宽，也就成为了我们在开发之中首选的编码，主要使用“UTF-8”编码。
项目中出现的乱码问题就是编码和解码标准不统一，而最好的解决乱码的方式，所有的编码都使用UTF-8。
2. 内存操作流
在之前使用的全部都是文件操作流，文件操作流的特点，程序利用InputStream 读取文件内容，而后程序利用OutputStream向文件输出内容，所有的操作都是以文件为终端的。
如下图所示：
假设说现在需要实现I0操作，可是又不希望产生文件(临时文件)则就可以以内存为终端进行处理，这个时候的流程如下图所示：
在Java里面提供有两类的内存操作流:
- 字节内存操作流: ByteArrayOutputStream、 ByteArrayInputStream;
- 字符内存操作流: CharArrayWriter、 CharArrayReader;
继承结构如下图所示：
下面以ByteArrayOutputStream和ByteArrayInputStream类为主进行内存的使用分析，首先来分析各自的构造方法:
- ByteArrayInputStream构造: public ByteArrayInputStream(byte[] buf);
- ByteArrayOutputStream构造: public ByteArrayOutputStream();
在ByteArrayOutputStream类里面有一个重要的方法，这个方法可以获取全部保存在内存流中的数据信息，该方法为:
- 获取数据: public byte[] toByteArray();
- 使用字符串的形式来获取: public String toString();
实现大小写转换代码：
public class JavaAPIDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str = "www.mldn.cn";//小写字母
InputStream input = new ByteArrayInputStream(str.getBytes());//将数据保存到内存中
OutputStream output = new ByteArrayOutputStream();//读取内存数据
int data = 0;
while ((data = input.read())!=-1){//每次只读取一个字节
output.write(Character.toUpperCase(data));//保存数据
}
System.out.println(output);
output.close();
input.close();
}
}
结果：
WWW.MLDN.CN
如果现在不希望只是以字符串的形式返回，因为可能存放的是其它二进制的数据，那么此时就可以利用ByteArrayOutputStream 子类的扩展功能获取全部字节数据。
自己处理字节数据代码：
public class JavaAPIDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str = "www.mldn.cn";//小写字母
InputStream input = new ByteArrayInputStream(str.getBytes());//将数据保存到内存中
// 必须使用子类调用扩展的方法
ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();//读取内存数据
int data = 0;
while ((data = input.read()) != -1) {//每次只读取一个字节
output.write(Character.toUpperCase(data));//保存数据
}
byte[] result = output.toByteArray();//获取全部字节数据
System.out.println(new String(result));//自己处理字节数据
output.close();
input.close();
}
}
结果：
WWW.MLDN.CN
在最初的时候可以利用ByteArrayOutputStream 实现大规模文本文件的读取。
3. 管道流
主要功能如下图所示：
对于管道流也是分为两类:
- 字节管道流: PipedOutputStream、 PipedInputStream;
- 连接处理: public void connect(PipedInputStream snk) throws IOException;
- 字符管道流: PipedWriter、 PipedReader.
- 连接处理: public void connect(PipedReader snk) throws IOException
都是IO处理类的直接子类
3.实现管道流代码：
class SendThread implements Runnable {
private PipedOutputStream output;//管道输出流
public SendThread() {
output = new PipedOutputStream();//实例化管道输出流
}
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 10; x++) {
try {//利用管道实现数据的发送
this.output.write(("第" + (x + 1) + "次返送--"
+ Thread.currentThread().getName() + "www.mldn.cn\n").getBytes());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
try {
this.output.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public PipedOutputStream getOutput() {
return this.output;
}
}
class ReciveThread implements Runnable {
private PipedInputStream input;
public ReciveThread() {
input = new PipedInputStream();
}
@Override
public void run() {
byte data[] = new byte[1024];
int len = 0;
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();//所有的数据保存在内存输出流
try {
while ((len = this.input.read(data)) != -1) {
bos.write(data, 0, len);//数据保存在内存流中
}
System.out.println("{" + Thread.currentThread().getName() + "}"
+ "接受消息\n" + new String(bos.toByteArray()));
bos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
this.input.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public PipedInputStream getInput() {
return this.input;
}
}
public class JavaAPIDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
SendThread sendThread = new SendThread();
ReciveThread reciveThread = new ReciveThread();
sendThread.getOutput().connect(reciveThread.getInput());//进行管道连接
new Thread(sendThread, "消息发送线程").start();
new Thread(reciveThread, "消息接收线程").start();
}
}
结果：
{消息接收线程}接受消息
第1次返送–消息发送线程www.mldn.cn
第2次返送–消息发送线程www.mldn.cn
第3次返送–消息发送线程www.mldn.cn
第4次返送–消息发送线程www.mldn.cn
第5次返送–消息发送线程www.mldn.cn
第6次返送–消息发送线程www.mldn.cn
第7次返送–消息发送线程www.mldn.cn
第8次返送–消息发送线程www.mldn.cn
第9次返送–消息发送线程www.mldn.cn
第10次返送–消息发送线程www.mldn.cn
管道就类似于医院打点滴效果，一个只是负责发送，一个负责接收，中间靠一个管道连接。
4. 随机读取类
对于文件内容的处理操作主要是通过InputStream (Reader)、 OutputStream (Writer) 来实现，但是利用这些类实现的内容读取只能够将数据部分部分读取进来，如果说现在有这样一种要求。
现在给了你一个非常庞大的文件，这个文件的大小有20G，如果此时按照传统的IO操作进行读取和分析根本就不可能完成，所以这种情况下在java.io包里面就有一个RandomAccessFile类，这个类可以实现文件的跳跃式的读取，可以只读取中间的部分内容(前提，需要有一个完善的保存形式)，数据的保存位数要都确定好。
RandomAccessFile类里面定义有如下的操作方法:
- 构造方法: public RandomAccessFile(File file, String mode) throws FileNotFoundException;
- 文件处理模式: r、rw;
文件保存代码：
public class JavaAPIDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("d:" + File.separator + "mldn.txt");
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");//读写模式
String str[] = new String[]{"zhangsan", "wangwu ", "lisi "};
int age[] = new int[]{30, 20, 16};
for (int i = 0; i < str.length; i++) {
raf.write(str[i].getBytes());//
raf.writeInt(age[i]);
}
raf.close();
}
}
RandomAccessFile最大的特点是在于数据的读取处理上，因为所有的数据是按照固定的长度进行的保存，所以读取的时候就可以进行跳字节读取:
- 向下跳: public int skipBytes(int n) throws IOException;
- 向回跳: public void seek(long pos) throws IOException。
跳字节读取代码：
public class JavaAPIDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("d:" + File.separator + "mldn.txt");
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");//读写模式
{
raf.skipBytes(24);//向下跳24个字节读取
byte[] data = new byte[8];
System.out.println("姓名：" + new String(data, 0, raf.read(data)).trim()
+ "、年龄：" + raf.readInt());
}
{
raf.seek(12);//回跳12字节
byte[] data = new byte[8];
System.out.println("姓名：" + new String(data, 0, raf.read(data)).trim()
+ "、年龄：" + raf.readInt());
}
{
raf.seek(0);//回跳到顶点
byte[] data = new byte[8];
System.out.println("姓名：" + new String(data, 0, raf.read(data)).trim()
+ "、年龄：" + raf.readInt());
}
}
}
结果：
姓名：lisi、年龄：16
姓名：wangwu、年龄：20
姓名：zhangsan、年龄：30
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