Потоки ввода/вывода в Java

Java IO (input-output) является потокоориентированным, а Java NIO (new/non-blocking io) — буфер-ориентированным. Потокоориентированный ввод/вывод подразумевает чтение/запись из потока/в поток одного или нескольких байт в единицу времени поочередно. Данная информация нигде не кэшируются. Таким образом, невозможно произвольно двигаться по потоку данных вперед или назад. В Java NIO данные сначала считываются в буфер, что дает больше гибкости при обработке данных.

Потоки ввода/вывода в Java IO являются блокирующими. Это значит, что когда в потоке выполнения вызывается read() или write() метод любого класса из пакета java.io.*, происходит блокировка до тех пор, пока данные не будут считаны или записаны. Поток выполнения в данный момент не может делать ничего другого. Неблокирующий режим Java NIO позволяет запрашивать считанные данные из канала (channel) и получать только то, что доступно на данный момент, или вообще ничего, если доступных данных пока нет. Вместо того, чтобы оставаться заблокированным пока данные не станут доступными для считывания, поток выполнения может заняться чем-то другим. Тоже самое справедливо и для неблокирующего вывода. Поток выполнения может запросить запись в канал некоторых данных, но не дожидаться при этом пока они не будут полностью записаны.

В Java NIO имеются селекторы, которые позволяют одному потоку выполнения мониторить несколько каналов ввода. Т.е. существует возможность зарегистрировать несколько каналов с селектором, а потом использовать один поток выполнения для обслуживания каналов, имеющих доступные для обработки данные, или для выбора каналов, готовых для записи.

Каналы и селекторы: NIO поддерживает различные типы каналов. Канал является абстракцией объектов более низкого уровня файловой системы (например, отображенные в памяти файлы и блокировки файлов), что позволяет передавать данные с более высокой скоростью. Каналы не блокируются и поэтому Java предоставляет еще такие инструменты, как селектор, который позволяет выбрать готовый канал для передачи данных, и сокет, который является инструментом для блокировки.

Буферы: имеет буферизация для всех классов-обёрток примитивов (кроме Boolean). Появился абстрактный класс Buffer, который предоставляет такие операции, как clear, flip, mark и т.д. Его подклассы предоставляют методы для получения и установки данных.

Кодировки: появились кодеры и декодеры для отображения байт и символов Unicode. == Что такое «каналы»?

байтовые - java.io.InputStream, java.io.OutputStream;

символьные - java.io.Reader, java.io.Writer.

InputStream - абстрактный класс, описывающий поток ввода;

BufferedInputStream - буферизованный входной поток;

ByteArrayInputStream позволяет использовать буфер в памяти (массив байтов) в качестве источника данных для входного потока;

DataInputStream - входной поток для байтовых данных, включающий методы для чтения стандартных типов данных Java;

FileInputStream - входной поток для чтения информации из файла;

FilterInputStream - абстрактный класс, предоставляющий интерфейс для классов-надстроек, которые добавляют к существующим потокам полезные свойства;

ObjectInputStream - входной поток для объектов;

StringBufferInputStream превращает строку (String) во входной поток данных InputStream;

PipedInputStream реализует понятие входного канала;

PushbackInputStream - разновидность буферизации, обеспечивающая чтение байта с последующим его возвратом в поток, позволяет «заглянуть» во входной поток и увидеть, что оттуда поступит в следующий момент, не извлекая информации.

SequenceInputStream используется для слияния двух или более потоков InputStream в единый.

boolean readBoolean(): считывает из потока булевое однобайтовое значение

byte readByte(): считывает из потока 1 байт

char readChar(): считывает из потока значение char

double readDouble(): считывает из потока 8-байтовое значение double

float readFloat(): считывает из потока 4-байтовое значение float

int readInt(): считывает из потока целочисленное значение int

long readLong(): считывает из потока значение long

short readShort(): считывает значение short

String readUTF(): считывает из потока строку в кодировке UTF-8

OutputStream - это абстрактный класс, определяющий потоковый байтовый вывод;

BufferedOutputStream - буферизированный выходной поток;

ByteArrayOutputStream - все данные, посылаемые в этот поток, размещаются в предварительно созданном буфере;

DataOutputStream - выходной поток байт, включающий методы для записи стандартных типов данных Java;

FileOutputStream - запись данных в файл на физическом носителе;

FilterOutputStream - абстрактный класс, предоставляющий интерфейс для классов-надстроек, которые добавляют к существующим потокам полезные свойства;

PrintStream - выходной поток, включающий методы print() и println();

ObjectOutputStream - выходной поток для записи объектов;

PipedOutputStream реализует понятие выходного канала.

Reader - абстрактный класс, описывающий символьный ввод;

BufferedReader - буферизованный входной символьный поток;

CharArrayReader - входной поток, который читает из символьного массива;

FileReader - входной поток, читающий файл;

FilterReader - абстрактный класс, предоставляющий интерфейс для классов-надстроек;

InputStreamReader- входной поток, транслирующий байты в символы;

LineNumberReader - входной поток, подсчитывающий строки;

PipedReader - входной канал;

PushbackReader - входной поток, позволяющий возвращать символы обратно в поток;

StringReader - входной поток, читающий из строки.

Writer - абстрактный класс, описывающий символьный вывод;

BufferedWriter - буферизованный выходной символьный поток;

CharArrayWriter - выходной поток, который пишет в символьный массив;

FileWriter - выходной поток, пишущий в файл;

FilterWriter - абстрактный класс, предоставляющий интерфейс для классов-надстроек;

OutputStreamWriter - выходной поток, транслирующий байты в символы;

PipedWriter - выходной канал;

PrintWriter - выходной поток символов, включающий методы print() и println();

StringWriter - выходной поток, пишущий в строку;

InputStream и его наследники - совокупность для получения байтовых данных из различных источников;

OutputStream и его наследники - набор классов, определяющих потоковый байтовый вывод;

Reader и его наследники определяют потоковый ввод символов Unicode;

Writer и его наследники определяют потоковый вывод символов Unicode.

OutputStreamWriter — «мост» между классом OutputStream и классом Writer. Символы, записанные в поток, преобразовываются в байты.

InputStreamReader — аналог для чтения. При помощи методов класса Reader читаются байты из потока InputStream и далее преобразуются в символы.

BufferedInputStream(InputStream in)/BufferedInputStream(InputStream in, int size),

BufferedOutputStream(OutputStream out)/BufferedOutputStream(OutputStream out, int size),

BufferedReader(Reader r)/BufferedReader(Reader in, int sz),

BufferedWriter(Writer out)/BufferedWriter(Writer out, int sz)

boolean createNewFile(): делает попытку создать новый файл;

boolean delete(): делает попытку удалить каталог или файл;

boolean mkdir(): делает попытку создать новый каталог;

boolean renameTo(File dest): делает попытку переименовать файл или каталог;

boolean exists(): проверяет, существует ли файл или каталог;

String getAbsolutePath(): возвращает абсолютный путь для пути, переданного в конструктор объекта;

String getName(): возвращает краткое имя файла или каталога;

String getParent(): возвращает имя родительского каталога;

boolean isDirectory(): возвращает значение true, если по указанному пути располагается каталог;

boolean isFile(): возвращает значение true, если по указанному пути находится файл;

boolean isHidden(): возвращает значение true, если каталог или файл являются скрытыми;

long length(): возвращает размер файла в байтах;

long lastModified(): возвращает время последнего изменения файла или каталога;

String[] list(): возвращает массив файлов и подкаталогов, которые находятся в определенном каталоге;

File[] listFiles(): возвращает массив файлов и подкаталогов, которые находятся в определенном каталоге.

getFilePointer() для определения текущего местоположения в файле;

seek() для перемещения на новую позицию в файле;

length() для выяснения размера файла;

setLength() для установки размера файла;

skipBytes() для того, чтобы попытаться пропустить определённое число байт;

getChannel() для работы с уникальным файловым каналом, ассоциированным с заданным файлом;

методы для выполнения обычного и форматированного вывода из файла (read(), readInt(), readLine(), readUTF() и т.п.);

методы для обычной или форматированной записи в файл с прямым доступом (write(), writeBoolean(), writeByte() и т.п.).

"r" открывает файл только для чтения. Запуск любых методов записи данных приведет к выбросу исключения IOException.

"rw" открывает файл для чтения и записи. Если файл еще не создан, то осуществляется попытка создать его.

"rws" открывает файл для чтения и записи подобно "rw", но требует от системы при каждом изменении содержимого файла или метаданных синхронно записывать эти изменения на физический носитель.

"rwd" открывает файл для чтения и записи подобно "rws", но требует от системы синхронно записывать изменения на физический носитель только при каждом изменении содержимого файла. Если изменяются метаданные, синхронная запись не требуется.

DeflaterOutputStream - компрессия данных в формате deflate.

Deflater - компрессия данных в формат ZLIB

ZipOutputStream - потомок DeflaterOutputStream для компрессии данных в формат Zip.

GZIPOutputStream - потомок DeflaterOutputStream для компрессии данных в формат GZIP.

InflaterInputStream - декомпрессия данных в формате deflate.

Inflater - декомпрессия данных в формате ZLIB

ZipInputStream - потомок InflaterInputStream для декомпрессии данных в формате Zip.

GZIPInputStream - потомок InflaterInputStream для декомпрессии данных в формате GZIP.

setIn(InputStream) - для ввода;

setOut(PrintStream) - для вывода;

setErr(PrintStream) - для вывода ошибок.

позволяют для одного файла или каталога иметь несколько имён и различных атрибутов;

свободны от некоторых ограничений, присущих жёстким ссылкам (последние действуют только в пределах одной файловой системы (одного раздела) и не могут ссылаться на каталоги).

Quizful

Хабрахабр

Освой программирование играючи

Metanit

javastudy.ru

Bruce Eckel «Thinking in Java»