咦咦咦，各位小可爱，我是你们的好伙伴------bug菌，今天我又来给同学们梳理Java SE的核心相关知识点咯，别躲起来啊，听我讲干货还不快点赞，赞多了我就有动力讲得更嗨啦！所以呀，养成先点赞后阅读的好习惯，别被干货淹没了哦~

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环境说明：Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8

前言

首先，我们都知道输入输出流是Java SE开发中非常重要的一个组成部分，它们可以让程序与外部环境进行数据的交互，若无进行数据交换，则无法动态展示数据。借此，本文将深入探讨JavaSE中的输入输出流机制，并通过详细的源代码解析和实际应用场景案例，帮助大家全面理解JavaSE输入输出流的原理和用法，这对日常工作中的你或者即将步入职场的你都及其有帮助。

摘要

JavaSE针对输入输出流，它提供了非常丰富的类和方法，供日常处理各种类型的数据流动。通过输入流，我们可以读取外部数据到程序中，拿到数据再进一步操作等；而对应输出流，我们可以将程序中的数据输出到外部环境。这里大家需要理解和灵活运用 Java之输入输出流，这也是身为Java开发人员(程序猿)必备的技能，毕竟我入社会也是从这些知识点学起的。

正文

简介

首先，大家需要明确知道一点，JavaSE的输入输出流，它是属于面向字节的流，是基于抽象类InputStream和OutputStream以及相应的子类来实现的。数据流动的核心是字节流，而JavaSE中就提供了许多类和方法供大家可方便的操作字节流。下面我们将对JavaSE输入输出流的一些常用类进行源码解析及实战演示，以便于同学们加深理解。

源代码解析

InputStream类

InputStream，首先它是一个抽象类，它定义了读取字节流的基本方法和属性，比如read()、skip(long n)、read(byte[] b, int off, int len)、close()等，除了这些基本的读取方法外，InputStream还提供了一些其他方法，比如mark(int readlimit)和reset()方法，允许在流中标记一个位置，并在需要时返回到该位置。它常用的子类有FileInputStream和ByteArrayInputStream。其中，FileInputStream可以从文件中读取数据，而ByteArrayInputStream则可以从字节数组中读取数据。

源码部分截图，如下示意：

需要注意的是，由于InputStream是一个抽象类，它是不能直接实例化，只能通过其子类来实现具体的输入流。

OutputStream类

OutputStream，InputStream类一样，也是一个抽象类；它定义了写入字节流的基本方法。常用的子类有FileOutputStream和ByteArrayOutputStream，我们可以使用它的子类来读取和写入字节流。其中，FileOutputStream可以将数据写入到文件中，而ByteArrayOutputStream则可以将数据写入到字节数组中，这点我们在后面会直接演示给大家看，这里就不详细赘述了。

对于OutputStream类，它的主要子类有，参考如下：

FileOutputStream：用于将数据写入文件。
ByteArrayOutputStream：用于将数据写入字节数组。
FilterOutputStream：用于添加过滤器功能，例如数据压缩或加密。
DataOutputStream：用于将基本数据类型写入输出流。
ObjectOutputStream：用于将对象写入输出流。

接着，OutputStream类定义了以下常用方法，仅供参考：

write(int b)：将一个字节写入输出流。
write(byte[] b)：将一个字节数组写入输出流。
write(byte[] b, int off, int len)：将一个指定长度的字节数组的一部分写入输出流。
flush()：刷新输出流，确保所有缓冲的字节都被写入输出流。
close()：关闭输出流，释放相关的资源。

BufferedInputStream类

BufferedInputStream，它是InputStream类的装饰者类，它提供了带缓冲功能的读取方法，可以提高读取效率。BufferedInputStream内部维护了一个缓冲区，当需要读取数据时，先从缓冲区读取，如果缓冲区没有数据，则从底层流中读取新的数据。

BufferedOutputStream类

BufferedOutputStream，它是OutputStream的装饰者类，它提供了带缓冲功能的写入方法，可以提高写入效率。BufferedOutputStream内部维护了一个缓冲区，当需要写入数据时，先将数据写入到缓冲区，当缓冲区满了或者需要刷新时，再将缓冲区的数据写入到底层流中。

应用场景案例

接下来，我们就通过几个案例，由浅入深式的带着大家从理论过渡到实践中去，帮助大家更好的通过实践来理解理论知识点，"实践是检验真理的唯一标准！"毛爷爷曾言，接下来便开始实践部分。

文件复制

首先，我们先通过使用输入输出流，实现一个文件的复制功能，这里大家可以先思考一下，不太能想到的也没关系，可以接着看下边的。

实现思路大致步骤如下：首先我们可以使用FileInputStream类创建一个输入流，然后再使用FileOutputStream创建一个输出流，通过循环的方式依次读取输入流中的数据，并将其写入到输出流中，这样一个就可以实现文件的复制，是不是很简单呢？接着大家来参考下我写的代码。

java 复制代码

package com.demo.javase.day74;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

/**
 * @Author bug菌
 * @Date 2023-12-27 16:51
 */
public class FileCopy {
    
    public static void main(String[] args) {
        try {
            FileInputStream in = new FileInputStream("source.txt");
            FileOutputStream out = new FileOutputStream("target.txt");

            byte[] buffer = new byte[1024];
            int length;
            while ((length = in.read(buffer)) != -1) {
                out.write(buffer, 0, length);
            }

            in.close();
            out.close();
            System.out.println("文件复制成功！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码详细分析：

如上代码，它是一个文件复制的程序，实现功能就是将source.txt文件内容复制到target.txt文件中，具体实现思路如下，不太懂的同学这里要着重听：

首先是引入了java.io中的相关类，用于文件的输入和输出操作（这里大家肯定都能懂）。
其次，定义一个main函数，在main方法中，通过FileInputStream来创建一个输入流对象in，并将源文件"source.txt"作为参数传递给它。
同样地，再通过FileOutputStream来创建一个输出流对象out，并将目标文件"target.txt"作为参数传递过去。
创建一个字节数组buffer，用于存储读取到的文件数据。
依次循环，使用in.read(buffer)方法来读取文件中的内容，并将读取到的字节数保存在length变量中，是不是能懂。
然后呢，我们就要通过判断length的值，如果值不为-1，表示还有数据可以读取，没读取完，则使用out.write(buffer, 0, length)方法将读取到的数据继续写入目标文件即可。
然后这里循环继续，那什么时候循环结束呢？很简单，就是判断length的值等于-1时，即文件读取完，这里直接跳过循环。
最后，记得关闭输入流和输出流(如果不关呢？其实大家也需要知道，如下我单独给大家做个拓展。)。

拓展一下：

如果不关闭输入流和输出流，可能会导致以下问题：

资源泄漏：输入流和输出流占用系统资源，如果不关闭它们，将导致资源无法被释放和复用，最终可能导致系统性能下降或崩溃。
内存泄漏：输入流和输出流需要占用一定的内存空间，如果不关闭它们，可能会导致内存泄漏问题，即占用的内存空间无法被释放，导致内存溢出。
数据丢失：如果未关闭输出流，可能会导致数据未完全写入到磁盘或目标文件中，从而导致数据丢失。
数据损坏：如果未关闭输出流和输入流，可能会导致数据在传输过程中发生错误或被破坏，导致数据的完整性受到影响。
接着，我们给个文字提示，输出"文件复制成功！"。
最后，捕获可能抛出的IOException异常，并打印异常信息。

以上，就是该程序代码实现文件复制功能的思路了，总的来说就是使用了字节数组作为中间存储器，从输入流读取数据，然后通过输出流写入数据到目标文件中，非常的简单。

优缺点讲解

优点分析

输入输出流，它提供了灵活的访问外部数据的方式，可以读取和写入各种类型的数据。
输入输出流，它可以处理大数据量，通过缓冲区的使用，可以提高读写效率。
输入输出流的接口和方法简单易用，对于开发人员来说学习成本较低。

缺点分析

使用输入输出流操作文件需要处理异常，繁琐而且容易出错（这点实际操作中确实）。
输入输出流只能处理字节流，对于字符数据需要进行字符编码的转换。

类常用方法介绍

接着，我给同学们梳理下InputStream、BufferedInputStream等类的常用方法介绍，方便大家对比及区分方法。

InputStream类

常用方法包括：

int read()：读取一个字节的数据。
int read(byte[] buffer)：读取一组字节的数据，并存储到指定的字节数组中。
void close()：关闭输入流。
long skip(long n)：跳过n个字节的数据，并返回实际跳过的字节数。如果已经到达流的末尾，则返回0。
int available()：返回输入流中可以读取的字节数。

如上这些方法，可以用来从输入流中读取数据，并处理流的末尾、跳过字节、获取可读字节数等操作，具体演示我们往下看。

OutputStream类

常用方法包括：

write(int b)：将一个字节写入输出流。
write(byte[] b)：将一个字节数组的所有字节写入输出流。
write(byte[] b, int off, int len)：将字节数组的一部分字节写入输出流，从偏移量off开始，写入len个字节。
flush()：刷新输出流，将缓冲区中的数据强制写入输出流。
close()：关闭输出流，释放与之关联的系统资源。
flush()和close()方法都会自动调用write()方法将缓冲区中的数据写入输出流。

BufferedInputStream类

常用方法包括：

public int read() throws IOException：从输入流中读取一个字节，并返回读取的字节的整数表示。如果已到达流的末尾，则返回-1。
public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException：从输入流中读取最多len个字节到字节数组b的指定偏移量off处，返回实际读取的字节数。如果已到达流的末尾，则返回-1。
public long skip(long n) throws IOException：从输入流中跳过n个字节的数据，并返回实际跳过的字节数。
public int available() throws IOException：返回可以从输入流中读取的字节数。
public synchronized void mark(int readlimit)：在当前位置设置一个标记点。
public synchronized void reset() throws IOException：将流重置到上次设置的标记点。

BufferedOutputStream类

常用方法包括：

void write(int b)：写入一个字节的数据。
void write(byte[] buffer)：写入一组字节的数据。
void flush()：刷新输出流，将缓冲区的数据写入到底层流中。
void close()：关闭输出流。

测试用例

如下，到了大家最激动人心的阶段，实战环节，检验下大家理论基础到底学习及掌握的如何？所以，这里我给大家通过几个测试用例，尽可能的使用到它们的一些常规方法，运用到实际代码中去，以辅助大家理解。

测试代码

这里我定义了一个MyInputStream类，具体测试代码如下，在阅读我写的代码的同时，可以思考下我写的内容有何目的性，运用到了那些常规知识点，代码如下：

java 复制代码

package com.demo.javase.day74;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
 * @Author bug菌
 * @Date 2023-12-27 16:48
 */
public class MyInputStream extends InputStream {
    private byte[] data = {1, 2, 3, 4, 5};
    private int pos = 0;

    @Override
    public int read() throws IOException {
        if (pos < data.length) {
            return data[pos++];
        } else {
            return -1;
        }
    }
}

不知道大家看懂了我写的这段测试代码没，其实很简单的，无非就是模拟读取数据流。接着我来给大家详细分析一下，这段代码的完整思路

代码分析：

我先自定义了一个的InputStream类MyInputStream，继承自java.io.InputStream。该类重写了InputStream的read()方法，实现了从一个固定的byte数组data中读取数据的功能。

在MyInputStream类中，定义了一个私有的byte数组data，用于存储数据。还定义了一个私有的整型变量pos，用于记录读取data中的位置。

在重写的read()方法中，首先判断pos是否小于data的长度，如果是，表示还有数据可以读取，就返回data[pos]对应的字节，并将pos++。如果pos等于或大于data的长度，表示已经读取完所有数据，返回-1。

总之，则这个MyInputStream类功能就是用于模拟读取数据流，在每次调用read()方法都可以读取data数组中的下一个字节，仅此而已，你们也可以拓展下。

接着，我再定义一个MyOutputStream.java，大家可以先看，从代码中理解这段代码干了件什么事，具体实现代码如下：

java 复制代码

package com.demo.javase.day74;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class MyOutputStream extends OutputStream {
    private ByteArrayOutputStream buffer = new ByteArrayOutputStream();

    @Override
    public void write(int b) throws IOException {
        buffer.write(b);
    }

    public byte[] getData() {
        return buffer.toByteArray();
    }
}

代码分析：

这里我给大家也解读下，理解这段代码实现了如何功能，大家请看：

首先，在 MyOutputStream类中有一个成员变量buffer，它是一个ByteArrayOutputStream类型的对象。
ByteArrayOutputStream类是一个在内存中创建字节数组缓冲区的输出流，可以将数据写入到内存中的字节数组中。
MyOutputStream类重写了write方法，该方法将传入的字节写入到buffer中。
getData方法返回buffer的字节数组表示形式。

总之，这段代码定义了一个自定义的输出流类MyOutputStream，它可以将数据写入到内存中的字节数组中，并可以获取该字节数组的数据，你们学废了么。

测试3

最后，再次给大家演示下，测试输入流和输出流类的实际操作。

java 复制代码

package com.demo.javase.day74;

import java.io.IOException;

/**
 * @Author bug菌
 * @Date 2023-12-27 16:49
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            MyInputStream in = new MyInputStream();
            MyOutputStream out = new MyOutputStream();

            int b;
            while ((b = in.read()) != -1) {
                out.write(b);
            }

            in.close();
            out.close();

            byte[] data = out.getData();
            for (byte d : data) {
                System.out.print(d + " ");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

测试代码分析

根据如上测试用例，在此我给大家进行深入详细的解读一下测试代码，以便于更多的同学能够理解并加深印象。

这个小程序，我主要是为了测试自定义的输入流和输出流类。在主方法中，创建一个MyInputStream对象和一个MyOutputStream对象。然后通过循环，从输入流中读取字节，并将其写入到输出流中。在读取和写入的过程中，如果读取的字节等于-1，即表示输入流已经读取完毕，循环结束。接着调用输入流和输出流的close()方法关闭流。

然后，通过调用输出流的getData()方法获取输出流中的数据，并将数据以字节数组的形式存储在data数组中。最后，通过遍历data数组，将每个字节打印输出。

需要注意的是，在上述代码中使用了try-catch块来捕获IOException异常。如果在读写过程中发生异常，将会打印异常信息。

测试结果

根据如上的测试用例，作者在本地进行测试结果如下，仅供参考，你们也可以自行修改测试用例或者添加其他的测试数据或测试方法，以便于进行熟练学习以此加深知识点的理解。

小结

在此，给大家做个小结，本文着重演示了并深入理解JavaSE输入输出流的原理和用法，通过源代码解析和实际应用案例的介绍，可以帮助大家更好地掌握输入输出流的知识。输入输出流在Java开发中非常重要，对于处理外部数据流动具有重要作用。

全文总结

总而言之，JavaSE输入输出流作为Java开发中不可或缺的部分，通过对InputStream、OutputStream、BufferedInputStream和BufferedOutputStream等类的源代码解析，我们可以了解了它们的基本原理和用法。通过如上的应用场景案例讲解，我们能够更加清楚输入输出流在实际开发中的应用价值。掌握输入输出流的知识，对于Java开发人员来说是非常重要的，所以说，大家听我讲，一定可以轻松掌握。

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正文

简介

源代码解析

InputStream类

OutputStream类

BufferedInputStream类

BufferedOutputStream类

应用场景案例

文件复制

优缺点讲解

优点分析

缺点分析

类常用方法介绍

InputStream类

OutputStream类

BufferedInputStream类

BufferedOutputStream类

测试用例

测试代码

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测试结果

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