探究Java的磁盘写入神器：OutputStream详解

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

前言

  在Java开发中，我们往往需要将程序中生成的数据或者结果保存在磁盘文件中，这时我们就需要使用到Java的输入输出流。

  在输入输出流中，OutputStream是Java中最为常用的输出流，它能够将数据流输出到目标设备中，例如磁盘文件、网络等。

  本文将对Java中的OutputStream进行详细介绍，包括它的作用、使用方法、源代码等内容，帮助读者更好地掌握这一重要的输出流。

摘要

  本文主要介绍了Java中的OutputStream，包括它的作用、使用方法、源代码等内容。具体而言，本文将从以下几个方面进行介绍：

OutputStream

概述和作用

  OutputStream是Java中的一个抽象类，它是所有输出流的父类，用于写入数据流到目标设备中。OutputStream提供了一系列的方法，可以用于输出不同类型的数据到目标设备中。

OutputStream的主要作用包括：

使用方法

创建OutputStream对象

  在Java中，OutputStream是一个抽象类，不能直接被实例化。因此，我们需要使用其子类来创建OutputStream对象。

  常用的OutputStream子类有FileOutputStream、ByteArrayOutputStream和DataOutputStream等。下面以FileOutputStream为例，介绍如何创建OutputStream对象：

FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("./template/hello.txt");

  上述代码创建了一个名为./template/hello.txt的文件输出流，它将数据流写入到磁盘文件中。

使用OutputStream输出数据

  OutputStream提供了一系列方法，可以用于输出不同类型的数据到目标设备中。例如，可以使用write()方法将字节数组写入到磁盘文件中：

byte[] data = "Hello, OutputStream!".getBytes();
outputStream.write(data);

  除了write()方法，OutputStream还提供了很多其他方法，可以用于输出不同类型的数据。例如，write(byte[] b, int off, int len)方法可以将字节数组部分内容写入到磁盘文件中。

关闭OutputStream

  在使用OutputStream写入数据时，为了保证数据的完整性和可靠性，需要及时关闭OutputStream。可以使用close()方法关闭输出流对象：

outputStream.close();

源代码分析

在Java中，OutputStream是一个抽象类，包路径为：java.io.OutputStream，

其源代码如下：

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  b.length) || (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]);
        }
    }
    //...
}

  OutputStream 中有三个抽象方法未实现，write(int b)、flush() 和 close()，同时它还实现了 write(byte[] b) 和 write(byte[] b, int off, int len) 这两个方法。

• write(int b) 方法是用来向输出流中写入单个字节（b 的低 8 位）。它是一个抽象方法，需要被子类实现。

• write(byte[] b) 方法是将 byte 数组 b 的所有字节写入到输出流中。它调用了 write(byte[] b, int off, int len) 方法，这个方法是将 byte 数组 b 中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入输出流中。在实现这个方法的时候，它遍历了 byte 数组中的所有字节，并调用了 write(int b) 方法将每个字节写入输出流中。

• flush() 方法用来将缓冲区中的数据写出到输出流中，这个方法是一个空实现方法，具体实现需要由子类实现。

• close() 方法用来关闭输出流并释放与之相关的资源。这个方法同样是一个空实现方法，具体实现需要由子类实现。

其源码部分截图如下所示：

  总之，OutputStream 是所有输出流的基类，它定义了输出流的基本特性，并提供了一些常用的方法，如写入单个字节、写入字节数组等。任何继承自 OutputStream 的子类都需要实现它的抽象方法，以便正确地实现其功能。

测试用例

以下是一个简单的示例代码，演示了如何使用OutputStream将字符串写入到磁盘文件中：

测试用例代码

package com.example.javase.io.outputStream;

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

/**
 * @Author bug菌
 * @Date 2023-10-15 19:13
 */
public class OutputStreamTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String str = "Hello, jym!";
        byte[] data = str.getBytes();
        OutputStream outputStream = null;

        try {
            outputStream = new FileOutputStream("./template/hello.txt");
            outputStream.write(data);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (outputStream != null) {
                outputStream.close();
            }
        }
    }
}

测试代码解析

  这是一个使用Java的输出流（OutputStream）将字符串输出到本地文件的例子。具体解析如下：

String str = "Hello, jym!";

byte[] data = str.getBytes();

OutputStream outputStream = null;
try {
    outputStream = new FileOutputStream("./template/hello.txt");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

  这里使用了Java的文件输出流（FileOutputStream），将数据输出到本地文件。./template/hello.txt表示本地文件的路径，如果文件不存在则会创建文件。如果创建失败则会抛出IOException。

outputStream.write(data);

  将字节数组写入输出流中。

if (outputStream != null) {
    outputStream.close();
}

  为了防止资源泄漏，需要在使用完输出流后关闭它。这里使用了Java的异常处理机制，在代码中使用try-catch-finally语句块。

测试结果

根据测试用例执行结果如下：

小结

  本文详细介绍了Java中的OutputStream，包括它的作用、使用方法、源代码等内容。具体而言，本文介绍了OutputStream的概述和作用，以及如何创建OutputStream对象、使用OutputStream输出数据和关闭OutputStream等内容。

  同时，本文还给出了一个简单的演示代码和测试用例，帮助读者更好地掌握OutputStream的使用。

总结

  OutputStream是Java中最常用的输出流之一，它能够将数据流输出到目标设备中，例如磁盘文件、网络等。在使用OutputStream时，需要注意及时关闭输出流对象，避免数据的丢失或不完整。当需要将程序中生成的数据或结果输出到磁盘文件中时，可以使用OutputStream来完成。

... ...

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