Java高级重点知识点-22-缓冲流、转换流、序列化流、打印流

缓冲流

缓冲流,也叫高效流，是对4个基本的 FileXxx 流的增强，所以也是4个流
基本原理：
缓冲流的基本原理，是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

字节缓冲流

构造方法

• public BufferedInputStream(InputStream in) ：创建一个 新的缓冲输入流
• public BufferedOutputStream(OutputStream out) ： 创建一个新的缓冲输出流。

通过读入一个程序与写出一个程序来举例缓冲流的使用方法。
首先准备一个较大的压缩包文件，放在了D:\file1\java.zip，这个路径下面。

使用缓冲流读写数据：

public class BufferedDemo {public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {// 记录开始时间long start = System.currentTimeMillis();// 创建流对象try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:\\file1\\java.zip"));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("D:\\file2\\javaCopy.zip"));) {// 读写数据int len;byte[] bytes = new byte[8 * 1024];while ((len = bis.read(bytes)) != -1){bos.write(bytes, 0, len);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 记录结束时间long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:" + (end - start) + " 毫秒");}
}

使用基本流读写数据：

public class BufferedDemo {public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {// 记录开始时间long start = System.currentTimeMillis();// 创建流对象try (FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\file1\\java.zip");FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\file2\\javaCopy.zip")) {// 读写数据int b;while ((b = fis.read()) != -1){fos.write(b);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 记录结束时间long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("普通流复制时间:" + (end - start) + " 毫秒");}
}

从这里我们可以看到普通流对象读写数据与缓冲流（高效流）读取数据的差异性了，高效流通过一次读入多个数据到缓冲区，然后一次读出，减少IO操作，提高了读写效率。

字符缓冲流

在D:\file1目录下面创建一个in.txt文件。

构造方法

• public BufferedReader(Reader in) ：创建一个 新的缓冲输入流
• public BufferedWriter(Writer out) ： 创建一个新的缓冲输出流。

特殊方法

• BufferedReader： public String readLine() : 读一行文字。
• BufferedWriter： public void newLine() : 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。

代码示例：

public class BufferedReaderDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 创建流对象BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("D:\\file1\\in.txt"));BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("D:\\file3\\out.txt"));// 定义字符串,保存读取的一行文字String line = null;// 循环读取,读取到最后返回nullwhile ((line = br.readLine()) != null) {bw.write(line, 0, line.length());bw.newLine();}// 释放资源bw.close();br.close();}
}

转换流

1. 字符编码和字符集

将字符存储到计算机中，称为编码,反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来，称为解码 。

• 字符编码 Character Encoding : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。
• 字符集 Charset ：也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。

常见的字符集：

• ASCII字符集 ：ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统
• ISO-8859-1字符集：拉丁码表，别名Latin-1，用于显示欧洲使用的语言
• GBxxx字符集：GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。
• Unicode字符集 ：Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计，是业界的一种标准，也称为统一码、标准万国码。

问题引入：
准备一个D:\file\in.txt文件

public class ReaderDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {FileReader fileReader = new FileReader("D:\\file1\\in.txt");int read;while ((read = fileReader.read()) != -1) {System.out.print((char)read);}fileReader.close();}
}

出现了中文乱码，这是因为Windows系统的默认是GBK编码，就会出现乱码。这个编码问题我们可以通过转换流来解决。

InputStreamReader类

转换流 java.io.InputStreamReader ，是Reader的子类，是从字节流到字符流的桥梁。
构造方法：

• InputStreamReader(InputStream in) : 创建一个使用默认字符集的字符流。
• InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) : 创建一个指定字符集的字符流。

package demo10;import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;public class ReaderDemo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {// 定义文件路径,文件为gbk编码String FileName = "D:\\file1\\in.txt";// 创建流对象,默认UTF8编码InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName));// 创建流对象,指定GBK编码InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK");// 定义变量,保存字符int read;// 使用默认编码字符流读取,乱码while ((read = isr.read()) != -1) {System.out.print((char)read);}isr.close();System.out.println();// 使用指定编码字符流读取,正常解析while ((read = isr2.read()) != -1) {System.out.print((char)read);}isr2.close();}
}

这里我们使用了俩种构造方法来创建我们的InputStreamReader对象，当我们指定了解码采用GBK格式来对我们的in.txt进行解码时，可以看到我们输出的字符是正常的而不是乱码。

OutputStreamWriter类

转换流 java.io.OutputStreamWriter ，是Writer的子类，是从字符流到字节流的桥梁。
构造方法:

• OutputStreamWriter(OutputStream in) : 创建一个使用默认字符集的字符流。
• OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName) : 创建一个指定字符集的字符流。

import java.io.*;public class TransDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1.定义文件路径String srcFile = "D:\\file1\\in.txt";String destFile = "D:\\file3\\out.txt";// 2.创建流对象// 2.1 转换输入流,指定GBK编码InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(srcFile) , "GBK");// 2.2 转换输出流,默认utf8编码OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(destFile));// 3.读写数据// 3.1 定义数组char[] cbuf = new char[1024];// 3.2 定义长度int len;// 3.3 循环读取while ((len = isr.read(cbuf))!=-1) {// 循环写出osw.write(cbuf,0,len);}// 4.释放资源osw.close();isr.close();}
}

转换流理解图解:

序列化

Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象，该字节序列包含该对象的数据、对象的 类型和对象中存储的属性等信息。

• 反序列化: 从文件中读取字节序列，重构对象

序列化流理解图解：

ObjectOutputStream类

java.io.ObjectOutputStream 类，将Java对象的原始数据类型写出到文件,实现对象的持久存储。

序列化条件：

• 该类必须实现 java.io.Serializable 接口， Serializable 是一个标记接口，不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化，会抛出 NotSerializableException 。
• 该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的，则该属性必须注明是瞬态的，使用transient 关键字修饰。

import java.io.Serializable;public class Employee implements Serializable {public String name;public String address;public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化public void addressCheck() {System.out.println("Address check : " + name + " ‐‐ " + address);}
}

员工类实现类Serializable接口，表示该类可以进行序列化操作，该类中的age属性修饰了transient（瞬态）代表该字段不会被序列化。

如何进行序列化：
创建一个D:\file2目录。

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;public class SerializeDemo{public static void main(String [] args) {Employee e = new Employee();e.name = "huge";e.address = "huangshi";e.age = 20;try {// 创建序列化流对象ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\file2\\employee.txt"));// 写出对象out.writeObject(e);// 释放资源out.close();System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名，地址被序列化，年龄没有被序列化。} catch(IOException i) {i.printStackTrace();}}
}

我们可以看到对象已经被序列化到了指定文件之中。那么我们这么进行反序列化来检查我们是否序列化成功呢？那就要使用到ObjectInputStream类了。

ObjectInputStream类

ObjectInputStream反序列化流，将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象。

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;public class DeserializeDemo {public static void main(String [] args) {Employee e = null;try {// 创建反序列化流FileInputStream fileIn = new FileInputStream("D:\\file2\\employee.txt");ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);// 读取一个对象e = (Employee) in.readObject();// 释放资源in.close();fileIn.close();}catch(IOException i) {// 捕获其他异常i.printStackTrace();return;}catch(ClassNotFoundException c) {// 捕获类找不到异常System.out.println("Employee class not found");c.printStackTrace();return;}// 无异常,直接打印输出System.out.println("Name: " + e.name); // hugeSystem.out.println("Address: " + e.address); // huangshiSystem.out.println("age: " + e.age); // 0}
}

通过控制台显示数据我们可以看到我们进行序列化的对象是正确的。
反序列化失败情况：

• 该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
• 该类包含未知数据类型
• 该类没有可访问的无参数构造方法

Serializable 接口给需要序列化的类，提供了一个序列版本号。 serialVersionUID 该版本号的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。

public class Employee implements java.io.Serializable {// 加入序列版本号private static final long serialVersionUID = 1L;public String name;public String address;// 添加新的属性 ,重新编译, 可以反序列化,该属性赋为默认值.public int eid;public void addressCheck() {System.out.println("Address check : " + name + " ‐‐ " + address);}
}

打印流

java.io.PrintStream 类，该类能够方便地打印各种数据类型的值
构造方法:

• public PrintStream(String fileName) ： 使用指定的文件名创建一个新的打印流。

改变流向:
public class PrintDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 调用系统的打印流,控制台直接输出97
System.out.println(97);
// 创建打印流,指定文件的名称
PrintStream ps = new PrintStream(“ps.txt”);
// 设置系统的打印流流向,输出到ps.txt
System.setOut(ps);
// 调用系统的打印流,ps.txt中输出97
System.out.println(97);
}
}

我们可以看到我们的数据输出的流向通过System.setOut(ps);改变了，输出到D:\file3\out.txt中了。（日志输出相似）

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