从OutputStream类看Java中的IO流操作

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前言

在Java开发中，我们常常需要进行文件的输入输出操作，而Java提供了丰富的输入输出类来满足我们的需求。其中之一为OutputStream类，本文将对OutputStream类进行详细介绍。

摘要

OutputStream类是Java IO包中用于输出字节流的抽象类。它是所有输出字节流类的父类，并定义了一些基本的输出方法。

OutputStream类

简介

OutputStream类是Java中I/O流的一种，它是所有输出字节流类的父类。OutputStream类的子类根据它们的目的和作用分为不同的类型，例如：FileOutputStream、ByteArrayOutputStream、DataOutputStream等。

常用方法

OutputStream类提供了以下方法：

public abstract void write(int b) throws IOException：将指定的字节写入此输出流，其中b为要写入的字节。
public void write(byte[] b) throws IOException：将b.length个字节从指定的字节数组写入此输出流。
public void write(byte[] b, int off, int len) throws IOException：将len个字节从指定的字节数组写入此输出流，写入开始时从指定的偏移量off开始。

OutputStream类提供了两个重要的方法：flush()和close()。

public abstract void flush() throws IOException：刷新此输出流并强制将所有缓冲的输出字节写出。
public void close() throws IOException：关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

源代码解析

下面是OutputStream类的源代码：

public abstract class OutputStream implements Closeable, Flushable {
    public abstract void write(int b) throws IOException;
    public void write(byte b[]) throws IOException {
        write(b, 0, b.length);
    }
    public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        if ((off < 0) || (off > b.length) || (len < 0) || ((off + len) > b.length) || ((off + len) < 0)) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        } else if (len == 0) {
            return;
        }
        for (int i = 0 ; i < len ; i++) {
            write(b[off + i]);
        }
    }
    public void flush() throws IOException {}
    public void close() throws IOException {}
}

从源代码可以看出，OutputStream是一个抽象类，提供了抽象方法和部分实现方法。其中，write()方法是抽象方法，flush()和close()方法为空实现。具体实现由其子类来完成。

部分源代码截图如下：

在这里插入图片描述

应用场景案例

OutputStream类的应用场景非常广泛，例如：

写入文件：使用FileOutputStream子类将数据写入文件。
写入网络：使用Socket类实现网络连接后，通过获取OutputStream类实例将数据发送到目标主机。
写入音视频数据：使用OutputStream类实现将音视频数据写入本地磁盘或自定义缓存中。

案例1示例代码如下：

package com.example.javase.io.fileProject;

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

/**
 * @author 喵手
 * @version 1.0
 * @date 2023/10/20 15:41
 */
public class OutputStreamTest {

    public static void test_1() throws IOException {
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("testDoc.txt");
        byte[] data = "Hello, world!!!".getBytes();
        fos.write(data);
        fos.close();
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        test_1();
    }
}

案例运行结果如下：

在这里插入图片描述

优缺点分析

OutputStream类的优点是可以输出字节流，并提供了基础的字节输出方法；缺点是需要结合其子类使用，对类的继承和特定应用场景的理解要求较高。

类代码方法介绍

write()

public abstract void write(int b) throws IOException;

将指定的字节写入此输出流，其中b为要写入的字节。这是一个抽象方法，由其子类来实现。

write(byte[] b)

public void write(byte b[]) throws IOException {
    write(b, 0, b.length);
}

将b.length个字节从指定的字节数组写入此输出流。此方法调用write(byte[] b, int off, int len)方法，写入开始时从指定的偏移量off开始。

write(byte[] b, int off, int len)

public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {
    if ((off < 0) || (off > b.length) || (len < 0) || ((off + len) > b.length) || ((off + len) < 0)) {
        throw new IndexOutOfBoundsException();
    } else if (len == 0) {
        return;
    }
    for (int i = 0 ; i < len ; i++) {
        write(b[off + i]);
    }
}

将len个字节从指定的字节数组写入此输出流，写入开始时从指定的偏移量off开始。将每个字节写入该流。如果由于某种原因无法写入任何字节，则会抛出IOException异常并且该流的状态可能无法预测。

flush()

public void flush() throws IOException {}

刷新此输出流并强制将所有缓冲的输出字节写出。如果该输出流被缓冲，则调用此方法将导致在输出流中写入所有待冲洗的字节，并清空缓冲区。

close()

public void close() throws IOException {}

关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。一旦关闭此输出流，再调用其write方法将抛出IOException异常。关闭先前关闭的输出流没有任何效果。

测试用例

下面是一个简单的OutputStream测试用例：

    public static void test_2() throws IOException {
        OutputStream os = new FileOutputStream("testDoc.txt");
        os.write("Hello, World!!!!".getBytes());
        os.flush();
        os.close();
        System.out.println("写入成功！");
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        test_2();
    }

此测试用例使用FileOutputStream子类，将字符串"Hello, World!!!"写入到本地文件testDoc.txt中。
根据如上测试用例，本地示例测试执行结果如下：

在这里插入图片描述

测试代码分析：

这段代码定义了一个静态方法test_2()和一个静态方法main()。test_2()使用OutputStream类向文件"testDoc.txt"中写入字符串"Hello, World!!!"，然后关闭流。main()方法调用test_2()方法。如果出现任何IOException异常，这些方法将抛出该异常。

全文小结

OutputStream类是Java I/O流中的一个抽象类，用于输出字节流。OutputStream类的子类可以根据需要实现其抽象方法，以实现不同的功能。在实际开发中，OutputStream类的应用场景非常广泛，例如文件、网络、音视频数据等。OutputStream类提供了基本的输出方法和两个重要的方法：flush()和close()。使用flush()方法可以刷新数据并强制将所有缓冲的输出字节写出；使用close()方法可以关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。在使用OutputStream类时，需要结合其子类进行具体实现，而对类的继承和其特定应用场景的理解是必须的。

总结

通过本文的介绍，我们了解了Java中的OutputStream类的基础知识。在实际开发中，OutputStream类是一个非常重要的类，也是Java I/O流中的一个核心类。文章从前言、摘要、简介、源代码解析、应用场景案例、优缺点分析、类代码方法介绍、测试用例、全文小结、总结等多个方面全面介绍了OutputStream类的相关知识，在学习和使用Java I/O流时可以参考本文，掌握OutputStream类的基础知识。

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