Các luồng vào ra

Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn

59
Chương 3
Các luồng vào ra


1. Khái niệm về luồng trong Java
Khi lập bất kỳ chương trình nào trong một ngôn ngữ nào thì vấn đề vào ra dữ liệu giữa
chương trình và nguồn dữ liệu cũng như đích dữ liệu là vấn đề mà người lập trình cần phải
quan tâm. Làm thế nào để ta có thể truyền dữ liệu cho một chương trình Java. Có hai cách
hiệu quả để thực hiện điều này:
 Thông qua một tài nguyên tuần tự nào đó như file hoặc qua một máy tính khác.
 Thông qua giao diện người máy.
Mục đích của chương này là xem xét cách truyền dữ liệu cho một chương trình thông
qua một máy tính khác hay tập tin.
1.1. Khái niệm luồng (stream)
Theo nghĩa đen luồng là một đường ống nước.
Về mặt thuật ngữ chuyên ngành ta có thể hiểu “Các luồng là các dãy dữ liệu có sắp
thứ tự”.
Xét trên quan điểm của chương trình và nguồn dữ liệu (Data Soure) ta có thể phân
loại luồng thành hai loại: Luồng xuất (output stream) và luồng nhập (input stream). Để trực
quan hơn chúng ta xem hình vẽ dướ đây:

Hình 3.1

Như vậy nếu chúng ta cần lấy dữ liệu từ nguồn vào chương trình thì cần phải sử dụng luồng
nhập. Ngược lại, nếu ta cần ghi dữ liệu từ chương trình ra nguồn dữ liệu thì ta cần phải sử
dụng luồng xuất.
Ta có thể thấy rằng có rất nhiều luồng dữ liệ, chẳng hạn như từ một tệp tin, từ các thiết bị
xuất và nhập chuẩn, từ liên kết mạng. Như vậy một chương trình có thể truy xuất tới nhiiều
nguồn dữ liệu.









Program


Data Source
InputStream
OutputStream
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn

60

Hình 3.2
2. Luồng xuất nhập chuẩn
 System.out: Luồng xuất chuẩn thường được sử dụng để hiển thị kết quả đầu ra trên
màn hình.
 System.in: Luồng nhập chuẩn thường đến từ bàn phím và được sử dụng để hiện các
ký tự.
 System.err: Luồng lỗi chuẩn.
Các luồng trên còn được gọi là các luồng hệ thống. Mặc dù các luồng này rất có ích
khi lập trình nhưng chúng không đủ mạnh khi giải quyết các vấn đề vào ra quan trọng khác.
Trong các mục tiếp theo ta sẽ tìm hiểu sâu một số luồng trong gói java.io
3. Luồnng nhị phân
3.1. Lớp InputStream
Lớp trừu tượng InputStream khai báo các phương thức để đọc dữ liệu đầu vào từ một
nguồn cụ thể. Lớp InputStream là lớp cơ sở của hầu hết các luồng nhập trong gói java.io, và
nó hỗ trợ các phương thức sau:
Các phương thức:
 public InpuStream()
InputStream chỉ hỗ trợ constructor không tham số.
 public abstract int read() throws IOException
Phương thức cơ bản của lớp InputStream là phương thức read(). Phương thức này
đọc một byte dữ liệu từ luồng nhập và trả về một số kiểu nguyên int có giá trị nằm
trong khoảng từ 0 đến 255. Giá trị trả về là -1 khi kết thúc luồng. Phương thức read()
chờ và phong tỏa các đoạn mã sau nó cho tới khi một byte dữ liệu được đọc. Việc

nhập và xuất diễn ra với tốc độ chậm, vì vậy nếu chương trình của ta thực hiện một
công việc khác quan trọng thì tốt nhất là đặt các lệnh nhập xuất vào một tuyến đoạn
riêng của nó. Phương thức read() là phương thức trừu tượng bởi vì các lớp con cần
thay đổi để thích ích với môi trường cụ thể.
 public int read(byte[] b) throws IOException
Phương thức này đọc một dãy các byte dữ liệu liên tục từ một nguồn của luồng nhập
và lưu vào mảng b.
 public int read(byte[] b, int offs, int len) throws IOException
Phương thức này đọc một dãy các byte dữ liệu và lưu vào mảng b, vị trí bắt đầu lưu
dữ liệu là offs và lưu len byte dữ liệu
Thiết bị
Console
Tệp tin
Mạng

InputStream

OutputStream
Chương trình
ứng dụng

Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn

61
 public int available() throws IOException
Phương thức này cho biết còn bao nhiêu byte dữ liệu trong luồng.
 public long skip(long count) throws IOException
Phương thức skip(long count) bỏ qua long byte dữ liệu
 public synchronized void mark(int readLimit)
Phương thức này được sử dụng để dánh dấu vị trí hiện thời trong luồng

 public void reset() throws IOException
Phương thức này xác định lại vị trí luồng là vị trí đánh dấu lần gần đây nhất.
 public boolean markSupported()
Phương thức này trả về giá trị true nếu luồng này hỗ trợ đánh dấu và false nếu nó
không hỗ trợ đánh dấu.
 public void close() throws IOException
Khi đã làm việc xong với một luồng, ta cần đóng lại luồng đó. Điều này cho phép hệ điều
hành giải phóng các tài nguyên gắn với luồng.
3.2. Lớp OutputStream
Lớp trừu tượng OutputStream khai báo các phương thức để ghi dữ liệu ra luồng.
Chúng bao gồm các phương thức sau đây:
 public OuputStream()
Phương thức OutputStream hỗ trợ constructor không tham số
 public abstract void write(int b)throws IOException
Phương thức này ghi một byte không dấu có giá trị trong khoảng từ 0 đến 255. Nếu ta
truyền vào một số có giá trị lớn hơn 255 hoặc nhỏ hơn 0, nó sẽ thực hiện phép tính
b =b mod 256 trước khi ghi giá trị vào luồng.
 public void write(byte[] b)throws IOException
Phương thức này ghi dữ liệu từ luồng vào toàn bộ mảng b.
 public void write(byte[] b, int off, int len) throws IOException
Phương thức này chỉ ghi một đoạn con của mảng dữ liệu bắt đầu từ vị trí offs và tiếp
tục cho tới khi ghi hết len byte.
 public void close()
Phương thức này đóng một luồng. Phương thức này được gọi để giải phóng các tài
nguyên gắn với luồng.
 public void flush()
Các luồng xuất nhập khác được thừa kế từ các luồng trừu tượng InputStream và
OutputStream. Đối với mỗi kiểu dữ liệu và nguồn dữ liệu chúng ta có thể có các kiểu luồng
xuất và nhập riêng, chẳng hạn DataInputStream, DataOutputStream, FileInputStream,
FileOutputStream,… Sau đây chúng ta sẽ lần lượt xem xét từng kiểu luồng cụ thể.

Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn

62

3.3. Các luồng xuất nhập mảng byte
Để xây dựng một xâu ký tự biểu diễn dữ liệu có thể đọc được hoặc giải mã dữ liệu,
người ta xem các mảng byte như là nguồn của các luồng nhập hoặc đích của các luồng
xuất. Các luồng byte cung cấp các khả năng này.










Hình 3.3

3.3.1. Luồng nhập mảng byte
Lớp ByteArrayInputStream sử dụng một mảng byte như là một nguồn dữ liệu đầu vào.
Nó có hai constructor:

 public ByteArrayInputStream(byte[] buf)
Tạo ra một đối tượng ByteArrayInputStream từ một mảng xác định. Mảng đầu vào
được sử dụng một cách trực tiếp. Khi kết thúc buf nghĩa là kết thúc nhập từ luồng.
 public ByteArrayInputStream(byte[] buf, int offset, int length)
Tạo ra một đối tượng ByteArrayInputStream từ một mảng xác định, chỉ sử dụng một
phần của mảng buf từ buf[offset] đến buff[offset+length-1] hoặc kết thúc mảng.
ByteArrayInputStream tạo ra một luồng nhập từ một vùng đệm trong bộ nhớ được
biểu diễn bằng một mảng byte. Lớp này không hỗ trợ bất kỳ phương thức mới nào, nó nạp
chồng các phương thức read(), skip(), available(), và reset() của lớp cha InputStream.
Ví dụ:
Tạo một mảng gồm 100 byte rồi gắn vào mảng này một luồng ByteArrayInputStream
để lấy dữ liệu ra.
import java.io.*;
public class LuongNhapMang
{
public static void main(String[] args)
{
byte[] b = new byte[100];
for(byte i=0;i<b.length;i++) b[i]=i;
try{
InputStream is = new ByteArrayInputStream(b);
for(byte i=0;i<b.length;i++)
ByteArrayInputStream
ByteArrayOutputStream
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn

63
System.out.print(is.read()+" ");
}
catch(IOException e)

{
System.err.println(e);
}
}
}
Kết quả thực hiện chương trình
C:\MyJava\Baitap>java LuongNhapMang
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61
62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
91 92 93 94 95 96 97 98 99
Chú ý: Mỗi lần đọc luồng bằng phương thức read(), một byte dữ liệu không còn trong
luồng, nhưng vẫn tồn tại trong mảng.
3.3.1. Luồng nhập mảng byte
ByteArrayOutputStream tạo ra một luồng xuất trên một mảng byte. Nó cũng cung cấp
các khả năng bổ sung.
Các constructor:
 public ByteArrayOutputStream()
Tạo ra một đối tượng ByteArrayOutputStream với kích thước mặc định
 public ByteArrayOutputStream(int size)
Tạo ra một đối tượng ByteArrayOutputStream với kích thước xác định ban đầu.
Các phương thức mới của lớp ByteArrayOutputStream:
 public synchronized byte[] toByteArray():
Phương thức này trả về một bản sao dữ liệu của luồng và lưu dữ liệu vào một mảng
và có thể sửa đổi dữ liệu trong mảng này mà không cần thay đổi các byte của luồng xuất.
 public size()
Trả về kích thước hiện thời của vùng đệm
 public String toString(int hiByte)
Tạo một đối tượng String mới từ nội dung của luồng xuất mảng byte
 public String toString()

Phương thức chuyển đổi một luồng byte thành một đối tượng String
Ví dụ:
Viết chương trình tạo lập một luồng xuất mảng (ByteArrayOutputStream) 100 byte.
Ghi vào luồng xuất mảng 100 phần tử từ 0 đến 99. Đổ dữ liệu từ luồng xuất mảng vào mảng
b. In dữ liệu từ mảng b ra màn hình.
import java.io.*;
class LuongXuatMang
{
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn

64
public static void main(String[] args)
{
try{
//Tao mot luong xuat mang 100 byte
ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream(100);
//Ghi du lieu vao luong
for(byte i=0;i<100;i++) os.write(i);
//Doc du lieu tu luong vao mang
byte[] b = os.toByteArray();
for(byte i=0;i<100;i++) System.out.print(b[i]+" ");
os.close();
}
catch(IOException e)
{
System.err.println(e);
}

}
}

Kết quả thực hiện chương trình:
C:\MyJava\Baitap>java LuongXuatMang
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61
62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
91 92 93 94 95 96 97 98 99
3.4. Luồng xuất nhập tập tin
Phần lớn việc nhập và xuất dữ liệu trong các ứng dụng là đọc và ghi dữ liệu từ các tệp
tin và ghi vào dữ liệu vào tệp tin. Hai luồng trong java.io thực hiện việc xuất nhập tệp tin là
FileInputStream và FileOutputStream. Mỗi kiểu luồng có ba constructor.
 Một constructor nhận một đối tượng String làm tên của tệp tin.
 Một constructor nhận một đối tượng File để tham chiếu đến tệp tin.
 Một constructor nhận đối tượng FileDescriptor làm tham số.
FileDescriptor biểu diễn một giá trị phụ thuộc vào hệ thống mô tả một tệp đang mở.
Đối với luồng xuất nhập tập tin ta hình dung như sau: chương trình Java là nơi tiêu thụ
dữ liệu, tập tin là nơi cung cấp dữ liệu. Để đọc dữ liệu từ tập tin vào bộ nhớ ta sử dụng luồng
nhập tập tin FileInputStream. Để ghi dữ liệu từ bộ nhớ vào tập tin ta sử dụng luồng xuất tập
tin FileOutputStream.



Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn

65

Hình 4.5
Ví dụ
import java.io.*;
public class FileIOExam
{
public static void main(String[] args)
{
//Tao mot file de ghi
try{
OutputStream os = new FileOutputStream(args[0]);
String s = "Thu nghiem voi luong xuat nhap tap tin";
for(int i=0;i<s.length();i++) os.write(s.charAt(i));
os.close();
//Mo de doc
InputStream is = new FileInputStream(args[0]);
int len = is.available();
System.out.println("Luong nhap co "+len+ " bytes");
byte b[] = new byte[len];
int sobyte = is.read(b,0,len);
System.out.println(sobyte+ " la so bytes da doc");
System.out.println(new String(b));
is.close();
}
catch(IOException e)
{
System.err.println(e);
}

}
}
Kết quả thực hiện chương trình


FILE
FileInputStream
FileOutputStream
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn

66
C:\MyJava\Baitap>java FileIOExam abc.txt
Luong nhap co 38 bytes
38 la so bytes da doc
Thu nghiem voi luong xuat nhap tap tin
3.5. Truy nhập tệp ngẫu nhiên
RandomAccessFile cho phép ta truy nhập trực tiếp vào các tệp, nghĩa là có thể đọc,
ghi các byte ở bất kỳ vị trí nào đó trong tệp.
Các phương thức tạo luồng truy nhập tệp ngẫu nhiên
 RandomAccessFile(String name, String mode) throws IOException
 RandomAccessFile(File file, String mode) throws IOException
Tệp được xác định bởi tên hoặc đối tượng File.
Tham số mode cho phép xác định mở file để đọc hay ghi.
-“r”: Dùng để đọc.
-“rw”: Dùng để ghi.
Các phương thức khác
 long getFilePointer() throws IOException : Trả về vị trí của con trỏ tệp.
 long length() throws IOException: cho biết số byte hay độ dài của tệp.
 void seek(long offset) throws IOException: Chuyển con trỏ tệp đi offset vị trí kể từ đầu
tệp.

 void close() throws IOException: Khi không cần truy nhập tệp nữa thì đóng lại.

Ví dụ:
import java.io.*;
public class RandomAccessDemo
{
static String filename="dayso.dat";
final static int INT_SIZE=4;
//Tao file de ghi
public void createFile() throws IOException
{
File datFile = new File(filename);
RandomAccessFile out_file = new RandomAccessFile(datFile,"rw");
for(int i=0;i<10;i++)out_file.writeInt(i*i);
out_file.close();
}
//Mo file de doc
public void readFile() throws IOException
{
File datFile = new File(filename);
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn

67
RandomAccessFile inp_file= new RandomAccessFile(datFile,"r");
System.out.println("Cac so doc tu file:");
long len = inp_file.length();
for(int i=INT_SIZE;i<len;i+=2*INT_SIZE)
{
inp_file.seek(i);
System.out.println(inp_file.readInt());

}
inp_file.close();
}
//Mo file de ghi
public void extendFile() throws IOException
{
RandomAccessFile out_file = new RandomAccessFile(filename,"rw");
for(int i=10;i<20;i++) out_file.writeInt(i*i);
out_file.close();
}
public static void main(String[] args)
{
try{
RandomAccessDemo rnd = new RandomAccessDemo();
rnd.createFile();
rnd.readFile();
rnd.extendFile();
rnd.readFile();
}
catch(IOException e)
{
System.err.println(e);
}

}
}