자바 I/O 03

IO Stream: Byte or Char의 흐름

Input Stream, OutputStream

• 추상 클래스
• byte 단위 입출력 클래스는 InputStream, OutputStream의 후손

Reader, Writer

• 추상 클래스
• char 단위 입출력 클래스는 Reader, Writer의 후손

IO Stream Hierarchy

출처 - https://java8.info/inputoutput/javaioovw.html

Byte Input Stream Hierarchy

Byte Output Stream Hierarchy

Char Input Stream Hierarchy

Char Output Stream Hierarchy

부가 설명: InputStream & OutputStream

How to read: InputStream

• InputStream은 바이트 단위로 읽어들인다(read 메서드).
• int(4 바이트) 중 마지막 한 바이트만을 유효 데이터로 사용한다.
• 파일을 read 메서드를 통해 읽어들이게 되면 read 메서드가 사용될 때마다 1바이트 씩 파일에서 읽게 된다.
• byte 배열을 사용하면 사용한 byte 배열에 따라 한번에 전달한다. 배열이 클수록 한 번에 읽는 양이 많아진다.
• 그림 오류: read메서드는 int 값을 넣어주는게 아니라 int 값으로 반환된다.
• InputStream은 추상 클래스이기 때문에 자식 객체를 선언하여 사용해야 한다.

How to write: OutputStream

• read와 마찬가지로 write로 전달되는 int의 마지막 한 바이트가 써야할 대상에 써진다.
• OutputStream도 추상 클래스이므로 역시 자식 객체를 선언하여 사용해야 한다.

예제

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.OutputStream;

public class HelloIO01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        OutputStream out = new FileOutputStream("/tmp/helloio01.dat");
        out.write(1); // 0000 0000   0000 0000   0000 0000   0000 0001
        out.write(255);
        out.write(0);
        out.close();
    }
}

메인 메서드에 예외를 던지도록 둔 것은 편의상이므로 주의

• 실행 결과 3바이트 짜리 helloio01.dat파일이 생성된 것을 확인할 수 있다.
• 바이너리 파일을 열어볼 때에는 hexa editor를 사용하니 한 번 확인해보자: https://hexed.it/

16 진수로 입력된 숫자를 확인할 수 있다: 01, FF, 00

import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;

public class HelloIO02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        InputStream in = new FileInputStream("/tmp/helloio01.dat");

        int i1 = in.read();
        System.out.println(i1); // 1

        int i2 = in.read();
        System.out.println(i2); // 255

        int i3 = in.read();
        System.out.println(i3); // 0

        int i4 = in.read();
        System.out.println(i4); // -1 (파일의 끝)

        in.close();
    }
}

메인 메서드에 예외를 던지도록 둔 것은 편의상이므로 주의

이 코드는 다음과 같이 단순화 할 수 있다: 반복문을 통해 파일을 EOF까지 읽기

import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;

public class HelloIO02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        InputStream in = new FileInputStream("/tmp/helloio01.dat");
        
        int buf = -1;
        while((buf = in.read()) != -1) {
            System.out.println(buf);
        }

        in.close();
    }
}

메인 메서드에 예외를 던지도록 둔 것은 편의상이므로 주의

1 바이트 씩 파일의 모든 데이터를 출력하는 프로그램이 된다.

부가 설명: Reader & Writer

How to read: Reader

• 문자 단위(char)로 읽는다(2 바이트).
• 리턴 값인 int의 마지막 두 바이트를 사용하여 데이터를 전달한다.
• 그림 오류: byte[]이 아니라 char[]
• InputStream, OutputStream과 마찬가지로 자식 구체 클래스로 선언해야 한다.

How to write: Wirter

• 들어온 int의 마지막 2 바이트의 데이터를 써준다.
• 그림 오류: byte[]가 아니라 char[]
• InputStream, OutputStream과 마찬가지로 자식 구체 클래스로 선언해야 한다.

예제

import java.io.FileWriter;
import java.io.Writer;

public class HelloIO03 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Writer out = new FileWriter("/tmp/hello.txt");
        out.write((int) 'a');
        out.write((int) 'h');
        out.write((int) '!');
        out.close();
    }
}

메인 메서드에 예외를 던지도록 둔 것은 편의상이므로 주의

• 1 바이트씩 저장된 것을 확인할 수 있다(jdk 12), 한글은 3 바이트
• 읽을거리

import java.io.FileReader;
import java.io.Reader;

public class HelloIO04 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Reader in = new FileReader("/tmp/hello.txt");

        int ch1 = in.read();
        System.out.println((char) ch1);
        int ch2 = in.read();
        System.out.println((char) ch2);
        int ch3 = in.read();
        System.out.println((char) ch3);
        int ch4 = in.read();
        System.out.println((char) ch4); // -1

        in.close();
    }
}

마찬가지로 다음과 같이 간단히 쓸 수 있다.

import java.io.FileReader;
import java.io.Reader;

public class HelloIO04 { 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Reader in = new FileReader("/tmp/hello.txt");

        int cha = -1;
        while((buf = in.read()) != -1) {
            System.out.println((char) cha);
        }

        in.close();
    }
}

활용

How to read: 활용

• byte 단위로 읽는 InputStream은 1 바이트로 데이터를 읽어온다.
• Reader는 char 단위로 읽으므로 2 바이트 단위로 읽어온다: 이 때 InputStream은 2번 호출된다.
• BufferedReader의 readLine()은 한 줄을 읽어오므로 한 줄을 읽기 위해 필요한 수만큼 글자(2 바이트)를 읽어온다.

예제

import java.io.PrintWriter;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.OutputStreamReader;

public class HelloIO05 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("/tmp/my.txt")));

        out.println("Hello");
        out.println("World");
        out.println("!!!");

        out.close();
    }
}

• FileOutputStream은 “/tmp/my.txt”에 저장
• FileOutputStream은 wirte(int)를 가지고 있음: int의 마지막 byte만 저장
• OutputStreamWriter생성자에 들어온 OutputStream의 write()를 이용하여 쓴다.
• OutputStreamWriter는 write(int); int 끝의 char를 저장
• PrintWriter는 생성자에 들어온 OutputStreamWriter의 wirte()메서드를 사용하여 쓴다.
• PrintWriter는 println(문자열); 문자열을 출력한다.

파일에서 읽을 때에는 다음과 같이 읽을 수 있다.

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStreamReader;

public class HelloIO06 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("/tmp/my.txt")));

        String line1 = in.readLine();
        String line2 = in.readLine();
        String line3 = in.readLine();
        String line4 = in.readLine();

        System.out.println(line1);
        System.out.println(line2);
        System.out.println(line3);
        System.out.println(line4);

        in.close();
    }
}

좀 더 간단히 바꾸면,

public class HelloIO06 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("/tmp/my.txt")));

        String line = null;
        while((line = in.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }

        in.close();
    }
}

어떤 클래스를 사용해야하지?

• 어떤 부품(클래스)가 있는지 알아야
• 이 부품들을 어떻게 사용하는지 훈련이 필요
• 여러 부품들을 조합하여 사용한다.