Обзор потоков ввода-вывода Java

Импорт данных в Java

Anthony Markham

VP Quant Developer

Основы потоков

Потоки — однонаправленные каналы данных с порядком FIFO (First In, First Out)
Байтовые потоки работают с двоичными данными (InputStream/OutputStream)
Символьные потоки обрабатывают текст с автоматической кодировкой (Reader/Writer)

Представление потоков

Байтовые потоки

Используются для двоичных данных (изображения, аудио и т. д.)
Базовые абстрактные классы: InputStream (чтение), OutputStream (запись)
Основные реализации: FileInputStream, FileOutputStream
Ключевые методы: read() возвращает байты, write() выводит байты

Двоичные файлы: изображения и аудио

Байтовые потоки

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("data.bin")) {

    byte[] buffer = new byte[1024];
    int bytesRead;

    while ((bytesRead = fis.read(buffer)) != -1) {
        // Process bytes in buffer

        System.out.println("Read " + bytesRead + " bytes");
    }

} catch (Exception e) {
    System.err.println("Error: " + e.getMessage());
}

Символьные потоки

Предназначены для текстовых данных
Базовые абстрактные классы: Reader (чтение текста), Writer (запись текста)
Основные реализации: FileReader, FileWriter, BufferedReader, BufferedWriter
Удобный метод: readLine() читает целую строку текста

CSV-файлы

Символьные потоки

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("data.csv"))) {
    String line;

    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        // Process each line
        System.out.println(line);
    }

} catch (Exception e) {
    System.err.println("Error: " + e.getMessage());
}

Буферизованные потоки — производительность

Повышает производительность за счёт сокращения операций с диском
Чтение/запись байтовых потоков: BufferedInputStream и BufferedOutputStream
Чтение/запись символьных потоков: BufferedReader, BufferedWriter
- Чтение целой строки с помощью readLine()

Буферизованные потоки — производительность

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("data.csv"))) {
    // Header processing
    String header = reader.readLine();
    System.out.println("Header: " + header);


    // Efficient data reading
    String line;
    int count = 0;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        count++;
    }
    System.out.println("Read " + count + " data rows");
} catch (Exception e) {
    System.out.println("Error: " + e.getMessage());
}

Цепочки потоков

Каждый поток в цепочке добавляет определённую функциональность
Типичный паттерн: FileInputStream -> InputStreamReader -> BufferedReader
Всегда закрывайте внешний поток (остальные закроются автоматически)

Цепочки потоков

import java.nio.charset.StandardCharsets;

try (

    BufferedReader reader = new BufferedReader(

        new InputStreamReader(

            new FileInputStream("data.csv"),

            StandardCharsets.UTF_8
        )

   )

) {
    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);}
} catch (Exception e) {
    System.err.println("Error: " + e.getMessage());
}

Обработка исключений

Критически важны для операций ввода-вывода
Распространённые исключения: IOException, FileNotFoundException
Всегда используйте try-with-resources для обработки исключений

Обработка исключений

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public static List<String> readLines(String filePath) throws IOException {

    List<String> lines = new ArrayList<>();

    try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath))) {
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            lines.add(line);
        }
    } // Stream automatically closed here
    return lines;

}

Давайте потренируемся!

Импорт данных в Java