1、第6章 输入/输出和异常处理,在实际的应用开发中经常会遇到数据输入/输出的需求，这样的需求在Java中使用I/O流来实现。,6.1 I/O流,一个好的程序语言，完善的输入输出功能是必不可少的。 在Java中将不同来源和目标的数据统一抽象为流，通过对流对象的操作来完成I/O功能。 Java中的流很灵活，可以连接到各种不同的源或目标，如磁盘文件、键盘（输入设备）、显示器（输出设备）、网络等。,6.1.1 流的层次,Java中所有的I/O都是通过流来实现的，可以将流理解为连接到数据目标或源的管道，可以通过连接到源的流从源当中读取数据，或通过连接到目标的流向目标中写入数据。 根据流的方向可以将其分为两
2、类：输入流和输出流。用户可以从输入流中读取信息，向输出流中写信息。 根据流处理数据类型的不同也可以将其分为两类：字节流与字符流。,Java中I/O流是由java.io包来实现的，其中的类大致分为输入和输出两大部分。 在java.io包最顶层包含子类较多的两个类是InputStream和OutputStream。这两个类均为抽象类。java.io包中的很多类都是从这两个类继承而来的.,6.1.2 输入流和输出流,前面介绍过，Java的I/O类库分成输入和输出两大部分。 所有InputStream和Reader的派生类都有一个继承下来的，能读取单个或byte数组的read()方法。 所有Outpu
3、tStream和Writer的派生类都有一个write()方法。,6.1.3 字节流和字符流,根据流处理数据类型的不同也可以将其分为两类：字节流与字符流，下面列出了这两种流的不同之处。字节流:字节流以字节为基本单位来处理数据的输入/输出，一般都用于对二进制数据的读写，如声音、图像等。 字符流:字符流以字符为基本单位来处理数据的输入和输出，一般都用于对文本类型数据的读写，如文本文件、网络中发送的文本信息等。 虽然文本数据也可以看作二进制数据，但一般采用字符流处理文本数据比采用字节流效率更高，也更方便。,6.1.4 随机存取文件流,前面介绍的都是顺序访问的流，在Java还有一种支持随机访问的流Ra
4、ndomAccessFile。这个类的实例支持同时进行的读/写操作。一个随机存取文件好比存储在文件系统中的一个大“数组”。该“数组”有一个文件指针，输入操作从该指针所指示的地方开始读取数据，每读一个字节，指针后移一个字节。如果一个随机存取文件以读/写方式创建，也可对其进行输出（写）操作。输出操作也从文件指针所指的地方写字节，并将指针置于所写字节之后。当输出操作超过了“数组”的末尾，将导致文件的扩大。文件指针可用getFilePointer()方法读取，用seek()方法设置。,6.2 I/O流的使用,本节将具体介绍如何使用这些流类，包括标准的I/O输出、基本的I/O流、过滤流、文件的随机读写和
5、流的分割。,6.2.1 标准的I/O流,下面首先介绍标准的I/O流的使用方法。在Java语言中，键盘用stdin表示，监视器用stdout表示。它们均被封装在System类的类变量in和out中，分别对应于System.in和System.out。事实上，类变量in和out分别属于类InputStream和PrintStream，只是由于InputStream和PrintStream不能用new()方法直接创建，所以才在System类中声明为如下的3个类变量。 public static InputStream in public static PrintStream out public s
6、tatic PrintStream err,6.2.2 基本的I/O流,1InputStream类 InputStream类是以字节为单位的输入流。数据来源可以是键盘，也可以是诸如Internet这样的网络环境。这个类可作为许多输入类的基类。InputStream是一个抽象类，因此不能建立它的实例，用户只能使用它的子类。注意，大多数输入方法都抛出了IOException异常，因此如果程序中调用了这些输入方法，就必须捕获和处理IOException异常。,6.2.2 基本的I/O流,2OutputStream类 OutputStream是与InputStream相对应的输出流类，它具有输出流的所
7、有基本功能。由于OutputStream实现输出流的许多方法与InputStream流的方法相对应，下面仅简单列出与输入流类相对应的方法。 public abstract void write(int b ) throws IOException：向流中写入一个字节。 public void write(byte b) throws IOException：向流中写入一个字节数组。 public void write(byte b,int off,int len) throws IOException：在从数组中的第off个位置开始的len个位置上写入数据。 public void flush
8、 ( ) throws IOException：清空流并强制将缓冲区中所有数据写入到流中。 public void close ( ) throws IOException：关闭流对象。,6.2.2 基本的I/O流,3PipedInputStream和PipedOutputStream类 管道流用于线程之间的通信。一个PipedInputStream必须连接一个PipedOutputStream，而且一个PipedOutputStream也必须连接一个PipedInputStream。这两个类用于实现与Unix中的管道相似的管道流。PipedInputStream实现管道的输入端，而Piped
9、OutputStream用于实现管道的输出端。 PipedInputStream类从管道中读取数据时，这个管道数据是由PipedOutputStream类写入的。因此，在使用PipedInputStream类之前，必须将它连接到PipedOutputStream类。可以在实例化PipedInputStream类时建立这个连接，或者调用Connect()方法建立连接。PipedInputStream中包含用于读数据的底层方法，同时也提供了读数据的高层接口。,6.2.2 基本的I/O流,4SequenceInputStream类 SequenceInputStream类是InputStream类的
10、一个子类。使用这个类可以将两个独立的流合并为一个逻辑流。合并后的流中的数据按照在各个流中指定的顺序读出。第一个流结束时，使用无缝连接的方式开始从第二个流中读取数据。 下面是一个使用SequenceInputStream类的例子，代码片段如下。1 InputStream is1 = new FileInputStream(“file1.dat“); 2 InputStream is2 = new FileInputStream(“file2.dat“); 3 SequenceInputStream sis = new SequenceInputStream(is1,is2); 4 / 合并两个流
11、 5 for(;) 6 int data = sis.read( ); 7 if (data = = -1) break; 8 ,6.2.3 过滤流,从前面的介绍可以知道，过滤流FilterInputStream和FilterOutputStream分别是InputStream和OutputStream的子类，而且它们也都是抽象类。FilterInputStream类和FilterOutputStream类都重写了超类InputStream和OutputStream的方法。 FilterInputStream和FilterOutputStream为读写处理数据的过滤流定义接口。其子类则进一步实
12、现接口和方法。这些子类有以下几种。 DataInputStream类和DataOutputStream类 BufferedInputStream和BufferedOutputStream类 LineNumberInputStream类 PushbackInputStream类,6.2.4 文件随机读写,当程序把一个RandomAccessFile对象与一个文件关联时，程序从文件定位指针指定的位置开始读写数据，并且把所有数据当成基本数据类型来操作。 使用RandomAccessFile除了可以读写文件中任意位置的字节外，还可以读写文本和Java的基本数据类型。,6.2.5 流的分割,流的分割是由
13、StreamTokenizer类实现的。该类把一个流的内容划分成若干个token单位，一次可以读写一个token。 StreamTokenizer类用于将任何InputStream分割为一系列“记号（Token）”。,6.3 对象的序列化,Java的对象序列化用于将一个实现了Serializable接口的对象转换成一组byte，这样以后要用这个对象时候，就能把这些byte数据恢复出来，并据此重新构建那个对象了。 这一点甚至在跨网络的环境下也是如此，这就意味着序列化机制能自动补偿操作系统方面的差异。也就是说，可以在Windows机器上创建一个对象，序列化之后，再通过网络传到Unix机器上，然后在
14、那里进行重建，而不用担心在不同的平台上数据是怎样表示的，byte顺序怎样，或者别的什么细节。,6.3.1 存储对象,Java序列化技术可以将一个对象的状态写入一个byte流里，并且可以从其他地方把该byte流里的数据读出来，重新构造一个相同的对象。这种机制允许将对象通过网络进行传播，并可以随时把对象存储到数据库、文件等系统里。Java的序列化机制是RMI、EJB、JNNI等技术的技术基础。 并非所有的Java类都可以序列化，为了使指定的类可以实现序列化，必须使该类实现接口java.io.Serializable。需要注意的是，该接口什么方法也没有。实现该类只是简单的标记该类准备支持序列化功能。
15、,6.3.2 对象的序列化,Java1.1以后添加了对象序列化机制，可以把实现了Serializable接口的对象序列化。 Serializable接口中没有定义任何方法，只是一个特殊的标记，用来告诉Java 编译器，这个对象参加了序列化的协议，可以把它序列化。 因此一个类实现Serializable接口时，并不需要实现任何针对该接口的方法，,6.3.3 对象序列化中的一些问题,（1）性能问题 为了序列化类A的一个实例对象，所需保存的全部信息如下。 与此实例对象相关的全部类的元数据(metadata)信息；因为继承关系，类A的实例对象也是其任一父类的对象。因而，需要将整个继承链上的每一个类的元
16、数据信息，按照从父到子的顺序依次保存起来。 （2）版本信息 当用readObject()方法读取一个序列化对象的byte流信息时，会从中得到所有相关类的描述信息以及示例对象的状态数据；然后将此描述信息与其本地要构造的类的描述信息进行比较，如果相同则会创建一个新的实例并恢复其状态，否则会抛出异常。这就是序列化对象的版本检测。,6.4 文 件 管 理,前面的章节介绍了Java中的各种I/O流，在使用I/O流的过程中很多情况下源与目标都是文件。因此，本节将介绍在Java中如何获取目录、文件的信息以及对目录、文件进行管理。,6.4.1 File类简介,Java中专门提供了一个表示目录与文件的类java
17、.io.File，通过其可以获取文件、目录的信息，对文件、目录进行管理。File类一共提供了4个构造器，,6.4.2 使用File类,下面的例子创建MyFile文件夹，接着在MyFile文件夹下创建ChildFile.txt文件，并向文件中写入字符串。 从本例中可以看出，通过使用java.io包中提供的File类可以方便地对文件、目录进行管理。,6.5 异 常 处 理,开发核心业务代码只占了20%30%的时间，而用于开发容错代码的时间却高达70%80%，这大大降低了开发效率。Java中提供的异常处理机制，可以在一定程度上解决这个问题。,6.5.1 异常处理概述,Java中定义了很多异常类。每个
18、异常类都代表了一种或多种运行错误，异常类中包含了该运行的错误信息和处理错误的方法等内容。 每当Java程序运行过程中发生一个可识别的运行错误时，即产生一个异常。 Java采取“抛出-捕获”的方式,1、try和catch捕获异常try可能出现异常的代码catch(异常类型1 引用）异常类型1的处理代码catch(异常类型n 引用）异常类型n的处理代码见例题6-8,2、finall语句块在任何情况下都将保证执行。 finallfinall块的代码 见例题6-9,6.5.2 异常的层次结构,当异常发生时，Java会将该异常包装成一个异常类的对象，并将其引用作为参数传递给相应的catch语句，这样在c
19、atch语句中就可以对这个异常对象进行操作。 1捕获异常：是由外界因素产生的，并且是可以恢复的。说明： 在调用可能抛出捕获异常的方法（或构造器）时，必须编写处理异常的代码，否则编译不通过。,Java类库中有一个java.lang.Throwable类，继承自java.lang.Object类，是所有异常类的超类。,见 例题6-13例题6-14,2未捕获异常：Error类及子类以及RuntimeException类及其子类。 （1）继承自Error的类一般代表由硬件运行失败导致的严重错误。如内存耗尽。程序不能从Error中恢复。 （2） RuntimeException类的子类通常是指一些程序运
20、行时错误引起的异常。如空引用异常，可以通过编译，但运行时会抛出NullPointException异常。 （3）未捕获异常可以不被处理，也可以进行处理。见例题6-15,6.5.3 自定义异常,有时系统中已有的异常类型不能满足使用的需要。这时，就需要抛出自定义的异常对象。 1创建自己的异常类 （1）充当捕获异常的角色。 （2）格式： class 类名 extends Exception 或其他捕获异常类 类体 ,（3）printStackTrace()、toString()、getMessage()方法。分别返回异常调用栈的信息、异常对象的字符串表示、异常对象中携带的出错信息。见例题6-16 2使用自定义的异常类格式：throw new 自定义异常类见例题6-17.,
