【JavaSE专栏74】字节输入流InputStream，用于从输入源读取字节数据的流

左手的ㄟ右手 2023-10-14 17:31 21阅读 0赞

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本文讲解了 Java 中 字节输入流 InputStream，介绍了 InputStream 类的应用场景，并给出了样例代码，Java 字节输入流是用于从输入源读取字节数据的流，它以字节为单位进行读取操作，并提供了多种方法来读取不同类型的数据。

#### 目录 ####

*  一、什么是字节输入流
 *  二、字节输入流操作 TXT
 *  三、字节输入流的应用场景
 *  四、字节输入流面试题
 *  五、总结

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## 一、什么是字节输入流 ##

Java 字节输入流是用于从输入源读取字节数据的流，它以字节为单位进行读取操作，并提供了多种方法来读取不同类型的数据。字节输入流是 `Java I/O` 库中的一部分，位于 `java.io` 包中。

字节输入流主要有以下两个常用的子类。

1.  **FileInputStream**：用于从文件中读取字节数据。
2.  **ByteArrayInputStream**：用于从内存中的字节数组中读取字节数据。

字节输入流提供了一系列的read()方法，用于从输入源中读取字节数据。其中，最常用的是 `read(byte[] buffer)` 方法，它可以读取一定数量的字节数据填充到指定的字节数组中。此外，还有 `read()` 方法用于逐个字节地读取数据，以及 `read(byte[] buffer, int offset, int length)` 方法用于指定偏移量和读取长度的读取操作。

字节输入流的应用场景包括以下  3 3 3 种，请同学们认真学习。

1.  **从文件中读取二进制数据**，如图片、音视频文件等。
2.  **从网络连接中读取字节数据**，如下载文件、接收网络数据等。
3.  **从内存中读取字节数组数据**，如处理二进制数据流等。

> 提示：使用字节输入流时需要进行异常处理，并在读取完成后记得关闭流，以释放相关资源。通常使用 `try-with-resources` 语句来自动关闭字节输入流，以避免资源泄漏问题。

> 字节输入流是 Java 中用于读取字节数据的流，常用于处理二进制数据和进行网络通信等场景。它提供了丰富的方法来读取不同类型的数据，并需要进行异常处理和资源释放。

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## 二、字节输入流操作 TXT ##

下面是一个使用 Java 字节输入流操作 `TXT` 文档的简单示例代码，请同学们复制到本地执行。

import java.io.FileInputStream;
    import java.io.IOException;
    
    public class ByteInputStreamExample {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            FileInputStream fis = null;
            
            try {
        
                // 创建字节输入流对象
                fis = new FileInputStream("example.txt");
                
                // 读取文件内容
                int byteData;
                while ((byteData = fis.read()) != -1) {
        
                    System.out.print((char)byteData);
                }
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } finally {
        
                // 关闭字节输入流
                if (fis != null) {
        
                    try {
        
                        fis.close();
                    } catch (IOException e) {
        
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }

以上代码示例中，通过创建 `FileInputStream` 对象来打开指定的 `TXT` 文件（`example.txt`），然后使用`while` 循环读取文件内容，直到读取到末尾（`read()` 方法返回  − 1 -1 −1）。在循环中，通过将读取到的字节数据强制转换为 `char` 类型，以字符形式输出到控制台。

> 使用字节输入流时，需要处理可能会抛出的 `IOException` 异常，并在最后关闭字节输入流来释放相关资源。推荐使用 `try-with-resources` 语句块来自动关闭字节输入流，以减少错误和资源泄漏的风险。

> 请同学们确保在运行代码之前，将实际的 `TXT` 文件路径正确地指定为 `example.txt`，并确保该文件存在。

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## 三、字节输入流的应用场景 ##

Java 字节输入流在许多场景下都有广泛的应用，请同学们认真学习。

1.  **文件读取**：使用字节输入流可以从文件中读取字节数据。这对于读取二进制文件（如图片、音视频文件等）非常有用。
2.  **网络通信**：字节输入流常用于从网络连接中读取字节数据。例如，在网络编程中，可以使用字节输入流从网络套接字中读取数据，以接收来自其他计算机的信息。
3.  **数据解析**：在某些情况下，需要从字节数组中读取数据并进行解析。字节输入流可以帮助将字节数组中的数据转换成实际的数据类型，以便进行后续的处理。
4.  **数据加密 / 解密**：在加密或解密数据时，字节输入流可以用于读取加密或解密过程中生成的字节数据。
5.  **数据压缩 / 解压缩**：字节输入流可用于读取从压缩文件中解压缩的字节数据。可以使用字节输入流从 `ZIP` 或 `GZIP` 文件中读取压缩文件的内容。
6.  **多媒体处理**：字节输入流在处理音频、视频和图像文件时非常常见。它可以读取和操作这些文件的原始字节数据。

使用字节输入流时需要进行异常处理，并在读取完成后关闭流，以释放相关资源。同时，对于一些复杂的场景，可能需要结合其他的I/O类或库来完成更高级的操作，例如使用字节缓冲输入流 `BufferedInputStream` 进行缓冲读取或使用其他的解析库进行数据解析。

> Java字节输入流在文件操作、网络通信、数据处理等方面都有广泛的应用。它提供了读取字节数据的功能，并支持各种场景下的数据处理需求。

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## 四、字节输入流面试题 ##

> 一、什么是Java字节输入流？

Java字节输入流是用于从输入源读取字节数据的流。它以字节为单位进行读取操作，并提供了多种方法来读取不同类型的数据。

> 二、Java字节输入流和字符输入流有什么区别？

Java字节输入流和字符输入流的主要区别在于处理的数据类型。字节输入流以字节为单位读取数据，适用于处理二进制数据和网络通信等场景。字符输入流以字符为单位读取数据，适用于处理文本数据和字符编码等场景。

> 三、如何使用Java字节输入流读取一个文件的内容？

可以使用 Java 的 `FileInputStream` 类来创建字节输入流对象，并使用 `read()` 方法来逐个字节地读取文件的内容。可以使用循环读取直到读取到文件的末尾，或使用 `read(byte[] buffer)` 方法一次性读取一定数量的字节数据。

> 四、为什么在使用字节输入流时需要进行异常处理？

在使用字节输入流时，会涉及到与文件和网络等外部资源的交互，这些操作可能会引发异常，例如文件不存在、权限问题、网络连接中断等。因此，在使用字节输入流时需要进行异常处理，以便捕获并处理这些异常情况。

> 五、请解释一下字节输入流的常用方法read()和read(byte\[\] buffer)的区别。

`read()` 方法用于逐个字节地读取数据，并返回读取到的字节数据，如果已达到输入流末尾，则返回  − 1 -1 −1。`read(byte[] buffer)` 方法用于一次性读取一定数量的字节数据，并将读取到的数据填充到指定的字节数组中，返回实际读取的字节数，如果已达到输入流末尾，则返回  − 1 -1 −1。

> 六、在使用字节输入流读取文件后，为什么需要关闭流？

关闭字节输入流是为了释放与之关联的底层资源，如文件句柄、网络连接，以避免资源泄漏和浪费。及时关闭流可以确保程序的稳定性和资源的有效利用。

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## 五、总结 ##

本文讲解了 Java 中 字节输入流 InputStream，介绍了 InputStream 类的应用场景，并给出了样例代码，在下一篇博客中，将讲解字节输出流 OutputStream 的用法。

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