IO와 Stream

I/O와 Stream
- I/O
  - 데이터의 입력(input)과 출력(output)
- 노드(Node)
  - 입력과 출력의 끝단
  - 키보드, 모니터, 메모리, 파일, 데이터베이스, 네트워크 등
스트림(Stream)
- 두 노드를 연결하고 데이터를 전송할 수 있는 개념
- 단방향으로만 통신이 가능하며 하나의 스트림으로 입력과 출력을 같이 처리할 수 없음
- 바이트 스트림( Byte Stream )
  - binary 데이터를 입출력하는 스트림입니다.
  - 이미지, 동영상 등을 송수신할 때 주로 사용합니다.
  - InputStream / OutputStream
    - byte 기반 input / output stream의 최고 조상
  - ByteArrayInputStream / ByteArrayOutputStream
    - byte array( byte[] )에 대한 데이터를 입출력 하는 클래스
  - FileInputStream / FileOutputStream
    - 파일( File )에 대한 데이터를 입출력 하는 클래스
- 문자 스트림( Character Stream )
  - 말 그대로 text 데이터를 입출력하는데 사용하는 스트림입니다.
  - HTML 문서, 텍스트 파일을 송수신할 때 주로 사용합니다.
  - Reader / Writer
    - Character 기반 input / output stream의 최고 조상
  - FileReader / FileWriter
    - 문자 기반의 파일을 입출력 하는 클래스

스트림(Stream) 주요 메서드

InputStream의 주요 메서드

read()
- 바이트 한 개씩 읽음
- Buffer만큼 씩 읽음

close()

System.out.println("입력하세요");
byte[] buffer = new byte[10];
try(InputStream input = System.in){
  int read = -1;
  while((read = input.read(buffer)) > 0){
      System.out.println("읽은 값: "+read+", 문자열로: "+ new String(buffer, 0, read));
  }
}catch(IOException e){
  e.printStackTrace();
}
//입력값
자바는 객체지향 언어입니다
//출력값
읽은 값: 10, 문자열로: 자바는 객?
읽은 값: 10, 문자열로: 셉置? 언어
읽은 값: 8, 문자열로: 입니다

buffer : 데이터를 한 번에 읽을 수 있기위해 생성한 배열.
read(byte[]), read(byte[], int, int) : 버퍼단위로 데이터를 읽음.
한계 : InputStream은 byte단위의 전송때문에 한글자가 2byte이상인 한글은 깨짐 => Reader사용

OutputStream의 주요 메서드

write()
close()
- 내부적으로 flush()를 호출한다

flush()

버퍼가 있는 스트림에서 버퍼의 내용을 출력하고 버퍼를 비운다

try(Writer wr = new OutputStreamWriter(System.out)){
  String msg = "안녕";
  wr.write(msg);
  wr.append("피곤한").append("월요일");
}catch(IOException e){
  e.printStackTrace();
}
//출력값
안녕피곤한월요일

InputStream / OutputStream - ByteArrayStream

  public class IOExample {
      public static void main(String[] args) {
          byte[] src = {0, 1, 2, 3};
          byte[] dest = null;

          try{
              InputStream is = new ByteArrayInputStream(src);
              OutputStream os = new ByteArrayOutputStream();

              int data = -1;
              while( (data = is.read()) != -1 ){
                  os.write(data);
              }

              dest = ((ByteArrayOutputStream)os).toByteArray();
              System.out.println(Arrays.toString(dest));      // [0, 1, 2, 3]
          }
          catch (IOException e){
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }

InputStream / OutputStream - FileStream

  public class FileCopy {
      public static void main(String[] args) {
          InputStream is = null;
          OutputStream os = null;

          try{
              // ./는 현재경로를 의미합니다.
              is = new FileInputStream("./asd.jpg");
              os = new FileOutputStream("./sad.jpg");

              int data = -1;
              while( (data = is.read()) != -1 ){
                  os.write(data);
              }
          }
          catch (FileNotFoundException e){
              System.out.println("파일 없음");
              e.printStackTrace();
          }
          catch (IOException e){
              System.out.println("I/O 에러");
              e.printStackTrace();
          }
          finally {
              // 예외가 발생했을 때도 스트림을 닫아야 하므로 finally에서 스트림을 닫아줍니다.
              try {
                  if( is != null ){
                    is.close();  
                  }
                  if( os != null ){
                      os.close();
                  }
              }
              catch ( IOException e){
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }
  }

Reader의 주요 메서드

read()
- char 한 개씩 읽음
- Buffer만큼 씩 읽음

close()

char[] buffer = new char[10];
try(Reader rd = new InputStreamReader(System.in)){
  int read =-1;
  while((read = rd.read(buffer)) > 0){
      System.out.println("읽은 값: "+read+", 문자열로: "+ new String(buffer, 0, read));
  }
}catch(IOException e){
  e.printStackTrace();
}
//입력값
자바는 객체지향 언어입니다
//출력값
읽은 값: 10, 문자열로: 자바는 객체지향 언
읽은 값: 6, 문자열로: 어입니다

Writer의 주요 메서드

write()
append()
close()

flush()

try(Writer wr = new OutputStreamWriter(System.out)){
  String msg = "안녕";
  wr.write(msg);
  wr.append("피곤한").append("월요일");
}catch(IOException e){
  e.printStackTrace();
}
//출력값
안녕피곤한월요일

File의 주요 메서드

파일의 수정 불가
File()
createNewFile()
mkdir()
mkdirs()
delete()
getName()
getPath()
getAbsolutePath()
isDirectory()
isFile()
length()

listFiles()

import java.io.File;

public class MainClass07 {
  public static void main(String[] args) {
      //new File("새로 만들거나 제어하고 싶은 파일이나 폴더의 경로")
      File f = new File("c:/");
      String[] names = f.list();
      //배열에 있는 내용을 반복문 돌면서 콘솔창에 모두 출력할 수 있을까요?

      for(int i=0;i<names.length;i++) {
          String tmp = names[i];
          System.out.println(tmp);
      }
      System.out.println("확장 for 문을 이용하면");
      for(String tmp:names) {
          System.out.println(tmp);
      }
  }
}

import java.io.File;

public class MainClass08 {
  public static void main(String[] args) {
      File cDrive = new File("c:/");
      //c 드라이브에 각각의 폴도나 파일을 제어 할 수 있는 객체의 참조값을 배열로 얻어내기
      File[] files = cDrive.listFiles();
      for(File tmp:files) {
          //만일 디렉토리라면
          if(tmp.isDirectory()) {
              System.out.println("<DIR>\t"+tmp.getName());
          }else {
              System.out.println("     \t"+tmp.getName());
          }
      }

  }
}

FileReader

  import java.io.File;
  import java.io.FileReader;
  import java.io.IOException;

  public class MainClass10 {
      public static void main(String[] args) {
          File memoFile = new File("c:/developer/myFolder/memo.txt");
          try {
              if(!memoFile.exists()) {
                  System.out.println("파일이 존재하지 않습니다.");
                  return; //메소드 끝내기
              }
              //파일에서 문자열을 읽어들일 객체
              FileReader fr = new FileReader(memoFile);
              //무한 루프 돌면서
              while(true) {
                  //글자의 코드값을 하나씩 읽어온다.
                  int code = fr.read();
                  //더이상 읽을게 없다면 반복문 탈출
                  if(code==-1) break;
                  //코드값에 해당하는 char 값 얻어내기
                  char ch = (char) code;
                  //콘솔에 한글자씩 출력하기
                  System.out.print((char)code);

              }

          }catch(IOException ie) {
              ie.printStackTrace();
          }
      }
  }

FileWriter

  import java.io.File;
  import java.io.FileWriter;
  import java.io.IOException;

  public class MainClass09 {
     public static void main(String[] args) {
        //문자열을 저장할 파일을 만들기 위한 File 객체
        File memoFile=new File("c:/developer/myFolder/memo.txt");

        try {
           //파일이 이미 만들어 졌는지 여부
           boolean isExist=memoFile.exists();
           if(!isExist) {
              //파일을 만들어준다.
              memoFile.createNewFile();
              System.out.println("memo.txt 파일을 만들었습니다.");
           }
           //파일에 문자열을 출력할 수 있는 객체 생성
           FileWriter fw = new FileWriter(memoFile);
           fw.write("이00\n");
           fw.write("\t김00\n");
           fw.write("\t\t박00");
           fw.flush();//방출하기
           fw.close();//닫아주기(마무리)
           System.out.println("파일에 문자열을 저장했습니다.");
        }catch(IOException ie) {
           ie.printStackTrace();
        }

     }
  }

보조 스트림(FilterStream)
- 다른 스트림에 부가적인 기능을 제공하는 스트림
- "프로그램에서" 파일을 읽기/쓰기 할 수 있도록 해준다
- 스트림 체이닝
  - 필요에 따라 여러 보조 스트림을 연결해서 사용 가능
- FilterInputStream / FilterOutputStream
  - byte 기반 보조 스트림의 최고 조상
- InputStreamReader / OutputStreamReader
  - byte 기반 스트림을 character 기반 스트림처럼 쓸 수 있도록 함
  - 인코딩 변환 가능
  - 문자열을 관리하기 위해서는 byte 단위보다 char 단위가 유리
  - 키보드에서 입력(byte stream) 받은 데이터를 처리할 경우 등
- BufferedInputStream / BufferedOutputStream
  - 입출력 효율을 높이기 위해 버퍼( byte[] )를 사용하는 보조스트림
- BufferedReader / BufferedWriter
  - 입출력 효율을 높이기 위해 버퍼( char[] )를 사용하는 보조스트림
  - 라인 단위의 입출력에 용이
- ObjectInputStream / ObjectOutputStream
  - 객체 전송 보조 스트림
  - 객체 직렬화
    - implements Serializable
    - 직렬화 제외하려는 멤버는 transient 선언
    - 직렬화 할 때의 UID와 역 직렬화 할 때의 UID가 다를 경우 예외 발생
      - UID가 설정되지 않았을 경우 컴파일러가 자동 생성
    - 자바 직렬화의 what, how, why, when, where
      - 자바 직렬화, 그것이 알고싶다. 훑어보기편 | 우아한형제들 기술블로그
    - 직렬화 방법 개선
      - 직렬화된 인스턴스 대신 직렬화 프록시 사용을 검토하자
참고 자료