字节流 InputStream/OutputStream

一、java的I/O

java的I/O(输入/输出)流是用于处理数据输入和输出的抽象类。

java的I/O流主要分为两大类，字节流跟字符流。

字节流：用于处理二进制数据，包括InputStream和OutputStream两个主要类及其子类。
字符流：用于处理字符和文本数据，包括Reader和Writer两个主要类及其子类。

使用场景：

字节流：字节流以字节（8bit）为单位，适合处理图片、视频、音频等二进制文件，以及网络传输等场景。

字符流：字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节，适合处理文本文件、文本数据等场景。

二、InputStream相关介绍及其子类

InputStream类是所有字节输入流的超类，它是一个抽象类，我们一般用他的子类，它定义了字节流输入的基本操作，如读取字节、跳过字节等，通过InputStream，我们可以从文件、网络连接或其他数据源中读取字节数据。

常见方法：

int read()：从输入流中读取单个字节，若已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回－1
int read(byte[] b)：从输入流中读取最多b.length个字节的数据到字节数组b中，并返回实际读取的字节数，若已经到达流末尾而没有更多的数据，则返回-1。
int read(byte[] b, int off, int len)：从输入流中读取最多len个字节的数据到字节数组b中，从off指定的偏移量开始存储，并返回实际读取的字节数，若已经到达流末尾而没有更多的数据，则返回-1。
long skip(long n)：跳过输入流中的n个字节。如果实际跳过的字节数小于n，则可能是因为已经到达流的末尾，此方法返回实际跳过的字节数。
void close()：关闭此输入流并释放与该流关联的系统资源。

从数据流中读取最多b.length个字节的数据到字节数组b中的过程：

常见子类：

FileInputStream：文件字节输入流, 对文件数据以字节的形式进行读取操作

ByteArrayInputStream ：字节数组输入流

ObjectInputStream ：对象输入流

FileInputStream的常见构造函数：

//常用构造函数,传入文件所在地址
public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException//常用构造函数,传入文件对象
public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException

三、OutputStream相关介绍及其子类

OutputStream类是所有字节输出流的超类，它是一个抽象类，它定义了字节流输出的基本操作，如写入字节、刷新输出流和关闭输出流等，通过OutputStream，可以将数据写入文件、网络连接或其他数据接收端。

常见方法：

void write(int b)：将指定的字节写入此输出流。
void write(byte[] b)：将b.length个字节从指定的字节数组写入此输出流。
void write(byte[] b, int off, int len)：从指定的字节数组写入len个字节，从偏移量off开始。
void flush()：刷新此输出流并强制写出任何缓冲的输出字节，当调用write()方法写入数据时，数据可能并不会立即被发送到目标位置，而是先被存储在内部缓冲区中。当缓冲区满或我们显式地调用flush()方法时
void close()：关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源

常见子类：

FileOutputStream：文件字节输出流, 对文件数据以字节的形式进行输出的操作

ByteArrayOutputStream：在内存中创建一个缓冲区，所有写入流的数据都会置入这个缓冲区

四、缓冲Buffer输入输出流

缓冲Buffer：内存空间的一部分，在内存空间中预留了一定的存储空间，这部分空间就叫做缓冲区，用来缓冲输入或输出的数据。

使用缓冲流时，数据首先被读写到缓存区中，然后再从缓存区传输到目标位置（如文件、网络等），减少了直接对目标位置的读写操作，因此提高了性能。

Java中的缓冲输入流与输出流：

BufferedInputStream：缓存输入流，封装了InputStream，提供了缓存区来暂存输入数据。

BufferedOutputStream：缓存输出流，封装了OutputStream，提供了缓存区来暂存输出数据。

BufferedReader：缓存字符输入流，封装了Reader，提供了缓存区来暂存字符输入数据。

BufferedWriter：缓存字符输出流，封装了Writer，提供了缓存区来暂存字符输出数据。

（1）BufferInputStream 缓冲字节输入流

通过预先读入一整段原始输入流数据至缓冲区中，外界对BufferedInputStream的读取操作实际上是在缓冲区上进行，如果读取的数据超过了缓冲区的范围，BufferedInputStream负责重新从原始输入流中载入下一截数据，填充缓冲区，然后外界继续通过缓冲区进行数据读取，避免了大量的磁盘IO，原始的InputStream类实现的read是即时读取的；因为每一次读取都会是一次磁盘IO操作（哪怕只读取了1个字节的数据），如果数据量巨大，这样的磁盘消耗非常可怕。读取可以读取缓冲区中的内容，当读取超过缓冲区的内容后再进行一次磁盘IO。载入一段数据填充缓冲，下一次读取一般情况就直接可以从缓冲区读取，减少了磁盘IO。默认缓冲区大小是8k, int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 8192;

构造函数：

public BufferedInputStream(InputStream in);//对输入流进行包装，里面默认的缓冲区是8k

常用方法：

public int read():从输入流中读取一个字节。

public int read(byte[] buf,int off,int len)：从字节输入流中,给定偏移量offset处开始, 将len字节读取到指定的byte数组中。

void close()：关闭释放资源，关闭这个流即可，InputStream会在里面被关闭。

（2）BufferOutputStream 缓冲字节输出流

内部使用一个缓冲区来暂存待写入的数据，当缓冲区满时，或者调用flush()方法时，缓冲区中的数据会被一次性写入到底层输出流中。

构造函数：

public BufferedOutputStream(OutputStream out);

常用方法：

public void write(int b)：向输出流中输出一个字节。

public void write(byte[] buf,int off,int len)：将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入缓冲的输出流。

public void flush()：刷新此缓冲的输出流，强制使所有缓冲的输出字节被写出到底层输出流中。

void close()：关闭释放资源，关闭这个流即可，OutputStream会在里面被关闭。close()时会自动flush。

注意：

从JDK 7开始，可以使用try-with-resources语句来自动管理实现了AutoCloseable或Closeable接口的资源如文件流、缓冲流等。

如果手动关闭的话，流的关闭顺序：后开先关。