stream(流)

stream(流)概念源于pipe(管道). UNIX中管道是一条不间断的字节流, 用来实现程序或进程间的通信, 读写外围设备和外部文件等.

流分为字节流(byte)和字符流(char).

Input/Output Stream(输入/输出流)

输入和输出的概念是以程序本身为视角的.

输入是数据从外部进入程序, 输入源是键盘/文件等, 目的地是程序本身. 如从文件中读取数据.

相反, 输出是数据从程序出去到达外部, 输出源即程序本身,目的地是屏幕/文件等. 如写入数据到文件/输出文本到屏幕.

下面以Java为例, 理解程序中的stream概念和大致实现. 其他语言大同小异.

Java中的stream

1. 字节流

Java中所有字节流继承自java.io.InputStream和java.io.OutputStream.

InputStream类的主要成员

常用:

int read() 从当前流中读取下一个字节(只有该方法为抽象方法, 因为针对不同输入源, 读取的方式不一样)

int read(byte[] b) 将b.length长度的数据读入b中, 返回读取的长度. 读不到则返回-1

int read(byte[] b, int off, int len) 同上, 规定了了offset和len

void close() 关闭输入流, 并释放与其相关的系统资源

其他:

int available() 当前输入流中可读取的字节数

void mark(int readlimit) 在流中标记当前位置

void reset() 将该输入流重定位到上次mark的位置

boolean markSupported() 测试该输入流是否支持mark和reset

long skip(long n) 从当前流中跳过并丢弃n字节的数据

例, 使用FileInputStream从文件输入

import java.io.FileInputStream;
//...
	FileInputStream fiStream = new FileInputStream(fileName);
	byte[] b = new byte[256];		
	int size = fiStream.read(b); //从输入流中读取byte[]
	while(size != -1) {
		String strInput = new String(b, 0, size); //转化成字符串
		System.out.println(strInput); 
		size = fiStream.read(b);
	}
	fiStream.close(); //关闭stream
OutputStream类的主要成员

void write(int b) 输出1字节. 输出b的8 low-order bits. b的24 high-order bits被忽略. 若b为 00000000 01010101 0101010101 00000001, 则输出00000001

void write(byte[] b) 输出b的所有字节. 该方法为抽象方法.

void write(byte[] b, int off, int len) 同上, 指定offset和length

void flush() 把缓存区的内容强制输出. 通过write()方法输出内容时, 内容并未直接输出到目的地, 而是暂存在缓存区, 默认情况下缓存区满了之后才会输出一次. 通过flush()可以在未满的情况下强制输出

void close() 关闭输出流

例, 使用FileOutputStream将内容输出到文件中

import java.io.FileOutputStream;
//...
	FileOutputStream foStream = new FileOutputStream(fileName, true);
	String strOutput = "\n----\noutput test";
	foStream.write(strOutput.getBytes()); //写入输出流
	foStream.flush(); //强制输出
	foStream.close(); //关闭stream

例, PrintStream的模拟实现(System.out是java.io.PrintStream类型)

Public class PrintStream extends OutputStream {
    OutputStream os;
    //...
    public void print(String s) {
        byte[] b = s.getBytes();
        os.write(b); //写入到输出流
        os.flush();  //强制输出
    }
}

2.字符流

Java的字符输入流继承自java.io.Reader, 字符输出流继承自java.io.Writer. 这两个类都是抽象类.

Reader类的主要成员

int read() 读取单一字符, 抽象方法

int read(char[] cbuf) 将字符读入字符数组cbuf中

int read(char[] cbuf, int off, int len) 同上, 设定offset和length

boolean ready() 此流是否已准备好可以read

其他类似InputStream

例, 通过FileReader读取文本文件

import java.io.FileReader;
//...
    FileReader fr = new FileReader(fileName);
	char[] cbuf = new char[256]; 
	int size = fr.read(cbuf);
	while(size != -1) {
		System.out.print(cbuf);
		size = fr.read(cbuf);
	}
	fr.close();
Writer类的主要成员

void write(char[] cbuf) 写入一个字符数组

void write(char[] cbuf, int off, int len) 写入字符数组的一部分

void write(int c) 写入一个字符

void write(String str) 写入一个字符串

void write(String str, int off, int len) 写入字符串的一部分

其他类似OutputStream

例, 通过FileWriter写入文本文件

import java.io.FileWriter;
//...
	FileWriter fw = new FileWriter(fileName, false);
	fw.write("FileWriter Test\n");
	fw.flush();
	fw.close();