[JAVA] 입출력(I/O)- 스트림(Stream), 버퍼(Buffer), File입출력스트림 정리

 

 

자바에서 입출력(I/O)라고 하면 기존에 사용하던 print와 Scanner가 전부였다. 이는 자바에서 단순히 입출력하는 방법이다.

컴퓨터의 입출력은 Input,Output  줄여서 "I/O" 라고 한다.

 

 

자바에서 모든 IO는 스트림(Stream)을 통해 이루어진다.

사진출처: TCP School

 

 

 

 

 

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1. Stream 종류

 

2. Reader 클래스

 

3. Writer 클래스

 

 

 

 

 

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스트림 (Stream)

 

• 입출력 장치에서 데이터를 읽고 쓰기 위해 자바에서 제공하는 클래스
• byte 형태로 데이터를 운반하는데 사용하는 연결통로.
• 하나의 스트림으로 입력과 출력을 동시에 처리할 수 없다. (단방향통신, 입출력을 동시에 하려면 2개 스트림 필요함.)
• 큐의 구조, FIFO(First In First Out)

큐 (Queue)

 

 

• 데이터의 스트림 근원지(시작점) : Source , 데이터 종착점: Sink, 연결한 것: Stream 이다. 
•  Source  - Input Stream(입력 스트림) - Output Stream(출력 스트림) -  Sink 
• 키보드를 연결하여 입력 받는 것은 입력스트림(Input Stream)의 역할이고, 그렇게 컴퓨터에 입력된 정보를 모니터로 출력하는 것은 출력 스트림(Output Stream)의 역할이다. 

 

 

 

 

InputStream

: System.in 사용하며 OutputStream: System.out을 사용한다.

•  read() : 입력스트림으로부터 1바이트를 읽고 읽은 바이트 리턴 / read(byte[] b) / close() 

• 원래 InputStream으로 입력 받으면, 기본형은 int 로 받아오며, 여러 개의 값을 입력해도 단 1개의 문자밖에 못가져오기 때문에 char형을 나타내려면 char 타입으로 캐스팅해줘야한다.  

         ➡️ InputStreamReader , OutputStreamWriter 을 사용하면 여러개의 값이 출력 가능해진다.

 

 

OutputStream

: 출력할때에는 출력변수.write(); 후에 flush() 와 close()를 사용해주어야 한다.

flush는 출력과 동시에 저장된 값을 비워주며, close()는 끝임을 명시해주는 역할이기 때문이다. 

 

 

 

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

public class Practice {

	public static void main(String[] args) {
		
		InputStream in = System.in;
		OutputStream out = System.out;
		
		try {
			int data = in.read(); //디폴트 : 아스키코드값으로 읽어온다
			System.out.println((char)data); //char로 형변환하면 문자 그대로의 값을 확인할 수 있다. 
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}

 

 

 

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보조스트림

 

1. 문자변환(InputStreamReader/OutputStreamWriter)
2. 입출력성능(BufferedInputStream/BufferedOutputStream)
3. 기본데이터타입출력(DataInputStream, DataOutputStream)
4. 객체입출력(ObjectInputStream/ObjectOutputStream)

 

 

 

 

 

 

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InputStreamReader  &  OutputStreamWriter 

 

: 문자 변환 보조스트림

: InputStream/ OutputStream 과 달리 여러개의 값이 입출력가능하다. + char 형변환이 필요없어짐 (char이 기본형)

: 한계 - 불가변적임.

 

• InputStreamReader 로 2개 이상의 값을 받아오려면 배열을 사용해야만 한다.  이 말은 고정되어있는 값밖에 받아올 수 없음을 의미한다. 이는 내가 입력하는 값이 고정되어있는 값보다 작으면, 공간의 낭비가 발생하며 고정되어있는 값보다 크면 , 공간이 부족한 문제가 발생한다.. -> 효율성 떨어짐.
• InputStreamReader은 char타입을 기본형으로 한다. int형으로 변형하고 싶으면  " - ' 0 '  "  을 해주면 된다.

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;

public class Pracatice01 {

	public static void main(String[] args) {
		InputStream in = System.in;
		InputStreamReader reader = new InputStreamReader(in);
		
		char[]data = new char[10];
		try {
			reader.read(data);
			System.out.print("출력: ");
			System.out.println(data);
			
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
	}

}

출력결과

출력 결과를 보면 배열의 빈공간이 그대로 출력되는 것을 가시적으로 확인할 수 있다.

이를 통해 InputStreamReader 은 가변적이지 않음을 확인할 수 있다. -> 데이터가 작으면 공간 낭비, 많으면 받지 못한다.

 

 

 

그럼 가변적으로 데이터를 변경할 수 있는 보조스트림이 필요하겠구나 ..! 

 

그래서 등장하는게 바로 BufferedReader 다.

 

 

 

 

 

 

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Buffer

 

: 입출력 성능 보조스트림

• 가변적으로 데이터를 변경할 수 있다. 
• 'Enter' 만 경계로 인식한다. (Scanner : 'Space bar' , 'Enter' 를 경계로 인식함.)
• 'String 타입'이 기본형이다. (다른 타입을 입출력할 경우 형변환 필요함.)
• 많은 양의 데이터를 입력받고 출력할 경우에 효율적이다.
• Buffer은 꽉차면 자동으로 flush 된다. -> AutoFlush 
• 만약 데이터의 크기가 Buffer보다 크면, 나머지 데이터는 대기하고 있고 AutoFlush를 실행하여 빈공간을 다시 데이터로 채운다. -> 가변적! 

 

BufferedReader

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class Pracatice01 {
	public static void main(String[] args) {
		BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		try {
			String s = bf.readLine(); //String 입력받음.
			System.out.println(s);
		} 
		catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} 
	}
}

 

입/출력 결과

 

 

 

BufferedWriter

• 버퍼를 잡아 놓은 상태임으로, 마지막에 반드시 flush(), close()를 호출해야한다.
• write() 로 출력할 때 println()같은 기능이 없으므로,  \n 으로 따로 개행을 해주어야한다.

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;

public class Pracatice01 {
	
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));//선언
		String s = "asdfgasdfg";//출력할 문자열
		
		bw.write(s);//출력
		bw.newLine(); //줄바꿈
		bw.flush();//남아있는 데이터를 모두 출력시킴
		bw.close();//스트림을 닫음
		
	}
	
}

 

출력결과

 

 

 

 

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FileInputStream  &   FileOutputStream

 

 

: 파일을 byte단위로 다룰때 사용하는 스트림

 

 

FileOutputStream 

• 파일로부터 byte 단위로 저장할때 사용한다.
• OutputStream의 하위클래스 -> 사용방법이 동일하다.
• 객체가 생성될때 파일과 직접 연결된다, 만약 파일이 존재하지 않으면 자동으로 생성하고, 이미 파일이 존재하는 경우에는 파일을 덮어쓴다.

파일을 생성해서 그곳에 문자열을 저장해준뒤, 출력(읽는)하는 코드로 알아보자.

 

(1) 파일생성

public void fileSave() { //파일을 만들어서 문자를 저장하는 메서드
		FileOutputStream fout = null;
		
		try {
		    fout = new FileOutputStream("sample.txt"); //sample.txt 파일생성
		    
		    fout.write(97); // sample.txt에 a입력
		    byte[] bar = {98,99,100,101,102}; //배열 생성
		    fout.write(bar); //fout에 배열쌓기
		    fout.write(10); //10도 쌓기
		    fout.write(bar,1, 3); //배열의 1번~3번 인덱스 값 쌓기

		}
		catch(FileNotFoundException e){
			e.printStackTrace();
		}
		catch(IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		finally {
			
			try {
			    fout.close();
			}
			catch(IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}

	}

 

 

 

 

 

FileInputStream 

• 파일로부터 byte 단위로 읽을때 사용한다.
• InputStream의 하위 클래스 -> 사용방법이 동일하다.
• 객체가 생성될때 파일과 직접 연결된다.
• 만약 파일이 존재하지 않으면 FileNotFoundException 발생하기 때문에 예외처리가 필수다.

 

 

(2) 파일 읽기 ft.첫번째 방법

: 특정 인덱스값을 생성한 배열의 크기로 설정하고 for문 돌려주기

public void fileOpen() {
		FileInputStream fin = null;
		
		try {
			fin = new FileInputStream("sample.txt");  
			
			// byte배열을 이용해서 전체 읽어오기!
            //파일의 length 만큼 bar[]의 인덱스가 될 fileSize를 설정해주기.
			int fileSize = (int) new File("sample.txt").length();
			byte[] bar = new byte[fileSize ];
			
			fin.read(bar);
			
			for(int i=0; i<bar.length; i++) {
				System.out.print(bar[i] +" ");
			}
			
		}
		catch(FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		catch(IOException e){
			e.printStackTrace();	
		}
		finally {
			try {
				fin.close();
			}
			catch(IOException e){
				e.printStackTrace();
				
			}
		}
		
	}

 

 

 

(3) 파일읽기 ft.두번째 방법

: read() 메소드 사용하기

public void fileOpen2()  {
		//read()사용하기
		//예외처리시 try with resource 구문을 활용
		
		try( FileInputStream fin = new FileInputStream("sample.txt")){
			
			System.out.println(fin.read());
			System.out.println(fin.read());
			System.out.println(fin.read());
			System.out.println(fin.read());
			System.out.println(fin.read());
			
		}
		catch(FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		catch(IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
	}

 

 

 

출력결과

 

 

 

 

 

 

+

byte 기반으로 파일을 읽는 FileInputStream, FileOutputStream 과 마찬가지로, 

문자(char) 기반으로 파일을 읽는 FileWriter, FileReader 역시 동일하게 생성가능하며,

가변적인 buffer 속성을 사용해 파일을 읽는 BufferedWriter, BufferedReader 역시 동일하게 사용한다. 

 

: 각각의 하위 클래스에 해당함으로 사용방법은 동일하다.

 

 

 

 

 

 

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틀린 부분이나 이상한 부분이 있으면 댓글로 지적해주세요! 

감사합니다 :)