Отличительной чертой многих языков программирования является работа с файлами и потоками. В Java основной функционал работы с потоками сосредоточен в классах из пакета java.io.
Ключевым понятием здесь является понятие потока. Хотя понятие "поток" в программировании довольно перегружено и может обозначать множество различных концепций. В данном случае применительно к работе с файлами и вводом-выводом мы будем говорить о потоке (stream), как об абстракции, которая используется для чтения или записи информации (файлов, сокетов, текста консоли и т.д.).
Поток связан с реальным физическим устройством с помощью системы ввода-вывода Java. У нас может быть определен поток, который связан с файлом и через который мы можем вести чтение или запись файла. Это также может быть поток, связанный с сетевым сокетом, с помощью которого можно получить или отправить данные в сети. Все эти задачи: чтение и запись различных файлов, обмен информацией по сети, ввод-ввывод в консоли мы будем решать в Java с помощью потоков.
Объект, из которого можно считать данные, называется потоком ввода, а объект, в который можно записывать данные, - потоком вывода. Например, если надо считать содержание файла, то применяется поток ввода, а если надо записать в файл - то поток вывода.
В основе всех классов, управляющих потоками байтов, находятся два абстрактных класса: InputStream (представляющий потоки ввода) и OutputStream (представляющий потоки вывода)
Но поскольку работать с байтами не очень удобно, то для работы с потоками символов были добавлены абстрактные классы Reader (для чтения потоков символов) и Writer (для записи потоков символов).
Все остальные классы, работающие с потоками, являются наследниками этих абстрактных классов. Основные классы потоков:
Класс InputStream является базовым для всех классов, управляющих байтовыми потоками ввода. Рассмотрим его основные методы:
int available()
: возвращает количество байтов, доступных для чтения в потоке
void close()
: закрывает поток
int read()
: возвращает целочисленное представление следующего байта в потоке. Когда в потоке не останется доступных для
чтения байтов, данный метод возвратит число -1
int read(byte[] buffer)
: считывает байты из потока в массив buffer. После чтения возвращает число считанных байтов. Если ни одного байта не
было считано, то возвращается число -1
int read(byte[] buffer, int offset, int length)
: считывает некоторое количество байтов, равное length, из потока в массив buffer.
При этом считанные байты помещаются в массиве, начиная со смещения offset, то есть с элемента buffer[offset]
.
Метод возвращает число успешно прочитанных байтов.
long skip(long number)
: пропускает в потоке при чтении некоторое количество байт, которое равно number
Класс OutputStream является базовым классом для всех классов, которые работают с бинарными потоками записи. Свою функциональность он реализует через следующие методы:
void close()
: закрывает поток
void flush()
: очищает буфер вывода, записывая все его содержимое
void write(int b)
: записывает в выходной поток один байт, который представлен целочисленным параметром b
void write(byte[] buffer)
: записывает в выходной поток массив байтов buffer.
void write(byte[] buffer, int offset, int length)
: записывает в выходной поток некоторое число байтов, равное length
, из
массива buffer
, начиная со смещения offset
, то есть с элемента buffer[offset]
.
Абстрактный класс Reader предоставляет функционал для чтения текстовой информации. Рассмотрим его основные методы:
absract void close()
: закрывает поток ввода
int read()
: возвращает целочисленное представление следующего символа в потоке. Если таких символов нет, и достигнут конец файла,
то возвращается число -1
int read(char[] buffer)
: считывает в массив buffer из потока символы, количество которых равно длине массива buffer. Возвращает
количество успешно считанных символов. При достижении конца файла возвращает -1
int read(CharBuffer buffer)
: считывает в объект CharBuffer из потока символы. Возвращает
количество успешно считанных символов. При достижении конца файла возвращает -1
absract int read(char[] buffer, int offset, int count)
: считывает в массив buffer, начиная со смещения offset, из потока символы, количество которых равно count
long skip(long count)
: пропускает количество символов, равное count. Возвращает число успешно пропущенных символов
Класс Writer определяет функционал для всех символьных потоков вывода. Его основные методы:
Writer append(char c)
: добавляет в конец выходного потока символ c. Возвращает объект Writer
Writer append(CharSequence chars)
: добавляет в конец выходного потока набор символов chars. Возвращает объект Writer
abstract void close()
: закрывает поток
abstract void flush()
: очищает буферы потока
void write(int c)
: записывает в поток один символ, который имеет целочисленное представление
void write(char[] buffer)
: записывает в поток массив символов
absract void write(char[] buffer, int off, int len)
: записывает в поток только несколько символов из массива buffer. Причем количество символов
равно len, а отбор символов из массива начинается с индекса off
void write(String str)
: записывает в поток строку
void write(String str, int off, int len)
: записывает в поток из строки некоторое количество символов, которое равно len, причем отбор символов
из строки начинается с индекса off
Функционал, описанный классами Reader и Writer, наследуется непосредственно классами символьных потоков, в частности классами
FileReader
и FileWriter
соответственно, предназначенными для работы с текстовыми файлами.
Теперь рассмотрим конкретные классы потоков.