07. OutputStream

OutputStream 是 Java 中用于处理字节输出流的抽象类，它是所有字节输出流类的父类。

任何需要将字节数据写入到目标(如文件、网络连接、内存等)的类都继承自 OutputStream。

本文将详细介绍 OutputStream 的基本用法、常用子类及其应用场景。

1. OutputStream 概述

OutputStream 是一个抽象类，定义了字节输出流的基本操作。它的主要方法包括:

• write(int b): 写入单个字节。
• write(byte[] b): 写入字节数组。
• write(byte[] b， int off， int len): 写入字节数组的一部分。
• flush(): 刷新输出流，确保所有缓冲的数据被写入目标。
• close(): 关闭输出流，释放相关资源。

1.1 基本用法

以下是一个简单的示例，展示如何使用 OutputStream 将数据写入文件:

try (OutputStream os = new FileOutputStream("example.txt")) {
    byte[] data = "Hello， World!".getBytes();
    os.write(data);
    System.out.println("数据写入成功!");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

代码说明:

• FileOutputStream 是 OutputStream 的子类，用于将数据写入文件。
• 使用 try-with-resources 语句确保流自动关闭。

2. 常用子类

Java 提供了多种 OutputStream 的子类，用于处理不同的输出场景。

2.1 FileOutputStream

FileOutputStream 用于将数据写入文件。它支持写入字节数组或单个字节。

try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("example.txt")) {
    byte[] data = { 72， 101， 108， 108， 111 }; // "Hello" 的字节表示
    fos.write(data);
    System.out.println("文件写入成功!");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

注意:

• 默认情况下，FileOutputStream 会覆盖文件内容。可以通过 true 参数打开追加模式，保留原有内容。

2.2 ByteArrayOutputStream

ByteArrayOutputStream 用于将数据写入内存中的字节数组。

ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
baos.write("Hello， World!".getBytes());
byte[] result = baos.toByteArray();
System.out.println("写入内存的字节数据: " + new String(result));

注意:

• ByteArrayOutputStream 支持将数据写入内存，适合需要临时存储数据的场景。

2.3 BufferedOutputStream

BufferedOutputStream 为 OutputStream 提供缓冲功能，减少 I/O 操作次数，提升写入性能。

try (BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("example.txt"))) {
    byte[] data = "Hello， World!".getBytes();
    bos.write(data);
    System.out.println("数据写入成功!");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

注意:

• BufferedOutputStream 默认缓冲区大小为 8192 字节，可以通过构造函数指定更大的缓冲区。

3. 高级用法

3.1 写入大文件

对于大文件，可以分块写入数据，避免一次性加载数据到内存。

try (OutputStream os = new FileOutputStream("largefile.bin")) {
    byte[] buffer = new byte[8192];
    int bytesRead;
    while ((bytesRead = generateData(buffer)) != -1) {
        os.write(buffer， 0， bytesRead);
    }
    System.out.println("大文件写入成功!");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

注意:

• 分块写入可以有效减少内存占用，适合处理大文件。

3.2 使用 DataOutputStream 写入基本数据类型

DataOutputStream 是 OutputStream 的装饰类，支持写入基本数据类型(如 int， float， double 等)。

try (DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"))) {
    dos.writeInt(42);
    dos.writeDouble(3.14);
    dos.writeUTF("Hello， World!");
    System.out.println("基本数据类型写入成功!");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

注意:

• DataOutputStream 以二进制格式写入数据，适合需要序列化基本数据类型的场景。

4. 处理异常

在使用 OutputStream 时，可能会抛出 IOException，表示 I/O 操作失败。为确保资源正确释放，建议使用 try-with-resources 语句或手动关闭流。

4.1 使用 try-with-resources

try-with-resources 语句可以自动关闭流，避免资源泄露。

try (OutputStream os = new FileOutputStream("example.txt")) {
    byte[] data = "Hello， World!".getBytes();
    os.write(data);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

4.2 手动关闭流

如果不使用 try-with-resources，需要手动调用 close() 方法关闭流。

OutputStream os = null;
try {
    os = new FileOutputStream("example.txt");
    byte[] data = "Hello， World!".getBytes();
    os.write(data);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (os != null) {
        try {
            os.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注意:

• 手动关闭流时需要确保 close() 方法在 finally 块中执行，以防止资源泄露。

5. 总结

OutputStream 是 Java 中用于处理字节输出流的核心类，它提供了一系列方法用于将字节数据写入目标。 通过 FileOutputStream、ByteArrayOutputStream、BufferedOutputStream 等子类，开发者可以轻松实现文件的写入、内存数据的存储以及高效的批量写入。 此外，DataOutputStream 还支持写入基本数据类型，适合序列化场景。

在实际开发中，合理使用 OutputStream 及其子类可以提升数据写入的效率和可靠性。