2022/02/26 자바의 다양한 기능들

자바의 입출력을 위한 I/O 스트림

입출력 스트림

• 네트워크에서 자료의 흐름이 물의 흐름과 같다는 비유에서 유래
• 자바는 다양한 입출력 장치에 독립적으로 일관성있는 입출력을 입출력 스트림을 통해 제공
• 입출력이 구현되는곳, 파일 디스크, 키보드, 마우스 ,네트웍,메모리 등 모든 자료가 입력되고 출력되는 곳
  

입출력 스트림의 구분

• 대상 기준 : 입력 스트림/ 출력스트림
• 자료의 종류:바이트 스트림/문자 스트림
• 기능: 기반 스트림/ 보조스트림

입력 스트림과 출력 스트림

• 입력 스트림: 대상으로 부터 자료를 읽어 들이는 스트림
• 출력 스트림: 대상으로 자료를 출력하는 스트림
  
• 스트림의 종류

  입력 스트림: FileInputStream, FileReader, BufferedInputStream, BufferedReader등
  출력 스트림: FileOutputStream,FileWirter,BufferedOutputStream,BufferedWriter등

바이트 단위 스트림과 문자 단위 스트림

• 바이트 단위 스트림: 동영상, 음악 파일, 실행 파일등의 자료를 읽고 쓸 때 사용
• 문자 단위 스트림: 바이트 단위로 자료를 처리하면 문자는 깨짐, 인코딩에 맞게 2바이트 이상으로 처리하도록 구현된 스트림
  
• 스트림의 종류

  바이트 스트림: FileInputStream, FileOutputStream,BufferedInputStream,BufferedOutputStream
  문자 스트림: FileReader,FileWriter,BufferedReader,BufferedWriter등

기반 스트림과 보조 스트림

• 기반 스트림: 대상에 직접 자료를 읽고 쓰는 기능의 스트림
• 보조 스트림: 직접 읽고 쓰는 기능은 없이 추가적인 기능을 더해주는 스트림
• 보조스트림은 직접 읽고 쓰는 기능은 없으므로 항상 기반 스트림이나 또 다른 보조 스트림을 생성자의 매개변수로 포함함
  
• 스트림의 종류

  기반 스트림: FileInputStream, FileOutputStream, FileReader,FileWriter등
  보조 스트림: InputStreamReader, OutputStreamWriter, BufferedInputStream, BufferedOutputStream등

표준 입출력 스트림

System 클래스의 표준 입출력 멤버

public class System{ 
	public static PrintStream out; 
	public static InputStream in; 
	public static PrintStream err; 
}

• System.out
  표준 출력(모니터)스트림
  System.out.println("출력메세지");
• System.in
  표준 입력(키보드)스트림
  int d=System.in.read() //한바이트 읽기
• System.err
  표준 에러 출력(모니터)스트림
  System.err.println("에러 메세지");

바이트 단위 입출력 스트림

InputStream

• 바이트 단위 입력 스트림 최상위 추상 클래스

• 많은 추상 메서드가 선언되어 있고 이를 하위 스트림이 상속받아 구현함

• 주요 하위 클래스

  FileInputStream: 파일에서 바이트 단위로 자료를 읽습니다.
  ByteArrayInputStream: byte 배열 메모리에서 바이트 단위로 자료를 읽습니다.
  FilterInputStream: 기반 스트림에서 자료를 읽을 때 추가 기능을 제공하는 보조 스트림의 상위 클래스

• 주요 메서드

  int read() : 입력 스트림으로부터 한 바이트의 자료를 읽습니다. 읽은 자료의 바이트 수를 반환합니다.
  int read(byte b[]) :입력 스트림으로 부터 b[]크기의 자료를 b[]에 읽는다. 읽은 자료의 바이트 수를 반환한다
  int read(byte b[], int off,int len) : 읽은 스트림으로 부터 b[] 크기의 자료를 b[]의 off변수 위치로 부터 저장하며 len만큼 읽는다 읽은 자료의 바이트 수를 반환
  void close():입력 스트림과 연결된 대상 리소스를 닫는다.

FileInputStream 예제

• 파일에서 한 바이트씩 자료 읽기

public class FileInputStreamTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        FileInputStream fis=null;
        try {
            fis=new FileInputStream("input.txt");
            System.out.println((char)fis.read());
            System.out.println((char)fis.read());
            System.out.println((char)fis.read());

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }catch (Exception e2){
                System.out.println(e2);
            }
        }
        System.out.println("end");

    }
}

• 파일을 끝까지 한 바이트씩 자료 읽기

public class FileInputStreamTest2 {

	public static void main(String[] args) {

		try(FileInputStream fis = new FileInputStream("input.txt")){ 
			int i;
			while ( (i = fis.read()) != -1){
				System.out.println((char)i);
			}
			System.out.println("end");
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

}

• 파일에서 바이트 배열로 자료 읽기(배열에 남아 있는 자료가 있을 수 있음에 유의)

public class FileInputStreamTest3 {

	public static void main(String[] args) {
		 		
		try (FileInputStream fis = new FileInputStream("input2.txt")){
			
			byte[] bs = new byte[10];
			int i;
			while ( (i = fis.read(bs)) != -1){
				/*for(byte b : bs){
					System.out.print((char)b);
				}*/
				for(int k= 0; k<i; k++){
					System.out.print((char)bs[k]);
				}
				System.out.println(": " +i + "바이트 읽음" );
			}
			 
			/*while ( (i = fis.read(bs, 1, 9)) != -1){
				for(int k= 0; k<i; k++){
					System.out.print((char)bs[k]);
				}
				System.out.println(": " +i + "바이트 읽음" );
			}*/
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("end");
	}
}

QRST가 남아있어서 3회차때 QRST도 같이 보인다.

OutputStream

• 바이트 단위 출력 스트림 최상위 추상클래스

• 많은 추상 메서드가 선언되어 있고 이를 하위 스트림이 상속받아 구현함

• 주요 하위 클래스

  FileOutputStream: 파일에서 바이트 단위로 자료를 씀
  ByteArrayOutputStream: byte배열 메모리에서 바이트 단위로 자료를 씀
  FilterOutputStream :기반 스트림에서 자료를 쓸 때 추가 기능을 제공하는 보조 스트림의 상위 클래스

• 주요 메서드

  int write(): 한바이트를 출력
  int wirte(byte b[]) : b[]크기의 자료를 출력
  int write(byte b[],int off,int len): b[]배열에 있는 자료의 off위치부터 len개수 만큼 자료를 출력
  void flush(): 출력을 위해 잠시 자료가 머무르는 출력 버퍼를 강제로 비워 자료를 출력
  void close(): 출력 스트림과 연결된 대상 리소스를 닫는다. 출력 버퍼가 비워짐

flush()와 close()메서드

• 출력 버퍼를 비울때 flush()메서드를 사용
• close()메서드 내부에서 flush()가 호출되므로 close()메서드가 호출되면 출력 버퍼가 비워짐

문자 단위 입출력 스트림

Reader

• 문자 단위 입력 스트림 최상위 추상 클래스

• 많은 추상 메서드가 선언되어 있고 이를 하위 스트림이 상속받아 구현함

• 주요 하위 클래스

  FileReader :파일에서 문자 단위로 읽는 스트림 클래스
  InputStreamReader : 바이트 단위로 읽은 자료를 문자로 변환해주는 보조 스트림 클래스
  BufferedReader: 문자로 읽을 때 배열을 제공하여 한꺼번에 읽을 수 있는 기능을 제공하는 보조 스트림

• 주요 메서드

  int read() : 파일로부터 한 문자를 읽는다. 읽은 문자를 반환
  int read(char[] buf) : 파일로부터 buf 배열에 문자를 읽는다
  int read(char[] buf, int off, int len) :파일로부터 buf 배열의 off위치로부터 len 개수만큼의 문자를 읽는다
  void close(): 입력 스트림과 연결된 대상 리소스를 닫는다

FileReader

• 파일에서 문자읽기

public class FileReaderTest {
    public static void main(String[] args) {
        try(FileReader fr=new FileReader("reader.txt")){
            int i;
            while ((i =fr.read())!=-1){
                System.out.print((char) i);
            }
        }catch(IOException e){
            System.out.println(e);
        }

    }
}

Writer

• 문자 단위 출력 스트림 최상위 추상 클래스

• 많은 추상 메서드가 선언되어 있고 이를 하위 스트림이 상속받아 구현

• 주요 하위 클래스

  FileWriter : 파일에서 문자 단위로 출력하는 스트림 클래스
  OutputStreamWriter : 바이트 단위의 자료를 문자로 변환해 출력해주는 보조 스트림 클래스
  BufferedWriter: 문자로 쓸 때 배열을 제공하여 한꺼번에 쓸 수 있는 기능을 제공해하는 보조 스트림

• 주요 메서드

  int write(int c) :한 문자를 파일에 합니다
  int write(char[] buf): 문자 배열 buf의 내용을 출력
  int write(char[] buf,int off,int len):문자 배열 buf의 off위치부터 len 개수의 문자를 출력
  int write(String str): 문자열 str을 출력
  int wirte(String str, int off, int len): 문자열 str의 off번째 문자로부터 len개수 만큼 출력
  int flush() : 출력하기 전에 자료가 있는 공간 (출력 버퍼)을 비워 출력하도록 함
  void close(): 스트림과 연결된 리소스를 닫음, 출력 버퍼도 비워짐

여러가지 보조 스트림 클래스들

보조스트림

• 실제 읽고 쓰는 스트림이 아닌 보조 기능을 제공하는 스트림
• FilterInputStream과 FilterOutputStream이 보조 스트림의 상위 클래스
• 생성자의 매개변수로 또 다른 스트림(기반 스트림이나 다른 보조 스트림)을 가짐
• Decorator Pattern으로 구현됨
• 상위 클래스 생성자

  protected FilterInputStream과 (InputStream in) : 생성자의 매개변수로 InputStream을 받는다
  public FilterOutputStream(OutputStream out): 생성자의 매개변수로 OutputStream을 받는다
  

InputStreamReader와 OutputStreamWriter

• 바이트 단위로 읽거나 쓰는 자료를 문자로 변환해주는 보조 스트림
• FileInputStream 으로 읽은 자료를문자로 변환해주는 예

public class InputStreamReaderTest {

	public static void main(String[] args) {

		try(InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("reader.txt"))){
			int i;
			while( (i = isr.read()) != -1){  //보조 스트림으로 읽습니다.
				System.out.print((char)i);
			}
		}catch(IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

BufferedInputStream 과 BufferedOutputStream

• 약 8K의 배열이 제공되어 입출력이 빠르게 하는 기능이 제공되는 보조 스트림
• BufferedReader와 BufferedWriter는 문자용 입출력 보조스트림
• BufferedInputStream과 BufferedOutputStream을 이용하여 파일 복사하는 예

public class BufferedStreamTest {

	public static void main(String[] args) {

		long millisecond = 0;
		try(FileInputStream fis = new FileInputStream("a.zip");
				FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.zip");
				BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
				BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos)){
		
			millisecond = System.currentTimeMillis();
			
			int i;
			while( ( i = bis.read()) != -1){
				bos.write(i);
			}
			
			millisecond = System.currentTimeMillis() - millisecond;
		}catch(IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
		System.out.println("파일 복사 하는 데 " + millisecond + " milliseconds 소요되었습니다.");
	}
}

DataInputStream과 DataOutputStream

• 자료가 메모리에 저장된 상태 그대로 읽거나 쓰는 스트림
• DataInputStream 메서드
  
• DataOutputStream 메서드