프로그램에서는 데이터를 외부에서 읽고 다시 외부로 출력하는 작업이 빈번히 일어난다. 데이터는 사용자로부터 키보드를 통해 입력될 수도 있고,
파일 또는 네트워크로부터 입력될 수도 있다. 데이터는 반대로 모니터로 출력될 수도 있고, 파일로 출력되어 저장될 수도 있으며 네트워크로 출력되어
전송될 수도 있다.
자바에서 데이터는 스트림(Stream) 을 통해 입출력되므로 스트림의 특징을 잘 이해해야 한다. 스트림은 단일 방향으로 연속적으로 흘러가는 것을 말하는데, 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르듯이 데이터를 출발지에서 나와 도착지로 들어간다는 개념이다.
18.2 입력 스트림과 출력 스트림
프로그램이 출발지냐 또는 도착지냐에 따라서 스트림의 종류가 결정되는데, 프로그램이 데이터를 입력받을 때에는 입력 스트림(InputStream) 이라 부르고, 프로그램이 데이터를 보낼 때에는 출력 스트림(OutputStream) 이라고 부른다. 입력 스트림의 출발지는 키보드, 파일, 네트워크상의 프로그램이 될 수 있고, 출력 스트림의 도착지는 모니터, 파일 , 네트워크상의 프로그램이 될 수 있다.
항상 프로그램을 기준으로 데이터가 들어오면 입력 스트림이고, 데이터가 나가면 출력 스트림이라는 것을 명심해야 한다. 프로그램이 네트워크상의 다른 프로그램과 데이터 교환을 하기 위해서는 양쪽 모두 입력 스트림과 출력 스트림이 따로 필요하다. 스트림의 특성이 단방향이므로 하나의 스트림으로 입력과 출력을 모두 할 수 없기 때문이다.
자바의 기본적인 데이터 입출력(IO :Input/Output) API는 java.io 패키지에서 제공하고 있다. java.io 패키지에는 파일 시스템의 정보를 얻기 위한 File 클래스와 데이터를 입출력하기 위한 다양한 입출력 스트림 클래스를 제공하고 있다.
| java.io 패키지의 주요 클래스 | 설명 |
| File | 파일 시스템의 파일 정보를 얻기 위한 클래스 |
| Console | 콘솔로부터 문자를 입출력하기 위한 클래스 |
| InputStream/OutputSteam | 바이트 단위 입출력을 위한 최상위 입출력 스트림 클래스 |
|
FileInputStream/FileOutputStream DataInputStream/DataOutputStream ObjectInputStream/ObjectOutputStream PrintStream BufferedInputStream /BufferedOutputStream |
바이트 단위 입출력을 위한 하위 스트림 클래스 |
| Reader/Writer | 문자 단위 입출력을 위한 최상위 입출력 스트림 클래스 |
|
FileReader/FileWriter InputStreamReader/OutputStreamWriter PrintWriter BufferedReader/BufferedWriter |
문자 단위 입출력을 위한 하위 스트림 클래스 |
스트림 클래스는 크게 두 종류로 구분된다. 하나는 바이트(byte) 기반 스트림이고, 다른 하나는 문자(character) 기반 스트림이다.
바이트 기반 스트림은 그림, 멀티미디어, 문자 등 모든 종류의 데이터를 받고 보낼 수 있으나, 문자 기반 스트림은 오로지 문자만 받고 보낼 수 있도록
특화되어 있다.
바이트 기반 스트림과 문자 기반 스트림은 최상위 클래스에 따라서 다음과 같이 구분 된다.
| 구분 | 바이트 기반 스트림 | 문자 기반 스트림 | ||
| 입력 스트림 | 출력 스트림 | 입력 스트림 | 출력 스트림 | |
| 최상위 클래스 | InputStream | OutputStream | Reader | Writer |
| 하위클래스 |
XXXInputStream (FileInputStream) |
XXXOutputStream (FileOutputStream) |
xxxReader (FileReader) |
xxxWriter (FileWriter) |
InputStream은 바이트 기반 입력 스트림의 최상위 클래스이고, OutputStream 은 바이트 기반 출력 스트림의 최상위 클래스이다. 이 클래스들을 각각
상속받는 하위 클래스는 접미사로 InputStream 또는 OutputStream 이 붙는다. Reader 는 문자 기반 입력 스트림의 최상위 클래스이고, Writer는 문
자 기반 출력 스트림의 최상위 클래스이다. 이 클래스들을 각각 상속받는 하위 클래스는 접미사로 Reader 또는 Writer 가 붙는다. 예를 들어 그림, 멀
티미디어, 텍스트 등의 파일을 바이트 단위로 읽어들일 때에는 FileInputStream 을 사용하고, 바이트 단위로 저장할 때에는 FileOutputStream 을 사용
한다. 텍스트 파일의 경우, 문자 단위로 읽어들일 때에는 FileReader 를 사용하고, 문자 단위로 저장할 때에는 FileWriter를 사용한다.
18.2.1 InputStream
InputStream 은 바이트 기반 입력 스트림의 최상위 클래스로 추상 클래스이다. 모든 바이트 기반 입력 스트림은 이 클래스를 상속받아서 만들어진다.
다음과 같이 FileInputStream, BufferedInputStream, DataInutStream 클래스는 모두 InputStream 클래스를 상속하고 있다.
InputSteam 클래스에는 바이트 기반 입력 스트림이 기본적으로 가져야 할 메소드가 정의되어 있다. 다음은 InputStream 클래스의 주요 메소드이다.
| 리턴타입 | 메소드 | 설명 |
| int | read() | 입력 스트림으로부터 1 바이트를 읽고 읽은 바이트를 리턴한다. |
| int | read(byte[] b) | 입력 스트림으로부터 읽은 바이트들을 매개값으로 주어진 바이트 배열 b에 저장하고 실제로 읽은 바이트 수를 리턴한다. |
| int | read(byte[] b, int off, int len) | 입력 스트림으로부터 len 개의 바이트만큼 읽고 매개값으로 주어진 바이트 배열 b[off] 부터 len 개까지 저장한다. 그리고 실제로 읽은 바이트 수인 len 개를 리턴한다. 만약 len 개를 모두 읽지 못하면 실제로 읽은 바이트 수를 리턴한다. |
| void | close() | 사용한 시스템 자원을 반납하고 입력 스트림을 닫는다. |
read() 메소드
read() 메소드는 입력 스트림으로부터 1바이트를 읽고 4바이트 int 타입으로 리턴한다. 따라서 리터된 4바이트 중 끝의 1바이트에만 데이터가 들어 있다. 예를 들어 입력 스트림에서 5개의 바이트가 들어온다면 다음과 같이 read() 메소드로 1바이트 씩 5번 읽을 수 있다.
더 이상 입력 스트림으로부터 바이트를 읽을 수 없다면 read() 메소드는 -1을 리턴하는데, 이것을 이용하면 읽을 수 있는 마지막 바이트까지 루프를 돌며 한 바이트씩 읽을 수 있다.
InputStream is =new FileInputStream("C:/test.jpg");
int readByte;
while((readByte =is.read() !=-1) {
....
}
ready(byte[] b) 메소드
read(byte[] b) 메소드는 입력 스트림으로부터 매개값으로 주어진 바이트 배열의 길이만큼 바이트를 읽고 배열에 저장한다. 그리고 읽은 바이트 수를 리턴한다. 실제로 읽은 바이트 수가 배열의 길이보다 작을 경우 읽은 수 만큼만 리턴한다. 예를 들어 입력 스트림에서 5개의 바이트가 들어온다면 다음과 같이 길이 3인 바이트 배열로 두 번 읽을 수 있다.
read(byte[] b) 역시 입력 스트림으로부터 바이트를 더 이상 읽을 수 없다면 -1을 리턴하든데, 이것을 이용하면 읽을 수 있는 마지막 바이트까지 루프를 돌며 읽을 수 있다.
InputStream is =new FileInputStream("C:/test.jpg");
int readByteNO ;
byte[] readyBytes =new byte[100];
while((readByteNo =is.read(readBytes))!=-1 ) {
.....
}
입력 스트림으로부터 100개의 바이트가 들어온다면 read() 메소드는 100번을 루핑해서 읽어들여야 한다. 그러나 read(byte[] b) 메소드는 한 번 읽을 때 매개값으로 주어진 바이트 배열 길이만큼 읽기 때문에 루핑 횟수가 현저히 줄어든다. 그러므로 많은 양의 바이트를 읽을 때는 read(byte[] b)메소드를 사용하는 것이 좋다.
read(byte[] b, int off, int len) 메소드
read(byte[] b, int off, int len) 메소드는 입력 스트림으로부터 len 개의 바이트만큼 읽고, 매개값으로 주어진 바이트 배열 b[off]부터 len개까지 저장한다. 그리고 읽은 바이트 수인 len 개를 리턴한다. 실제로 읽은 바이트 수가 len 개보다 작을 경우 읽은 수만큼 리턴한다. 예를 들어 입력 스트림에서 전체 5개의 바이트가 들어오고, 여기서 3개만 읽어 b[2], b[3], b[4] 에 각각 저장한다면 다음과 같이 할 수 있다.
read(byte[] b, int off, int len) 역시 입력 스트림으로부터 바이트를 더 이상 읽을 수 없다면 -1을 리턴한다. read(byte[] b) 와이 차이점은 한 번에 읽어들이는 바이트 수를 len 매개값으로 조절 할 수 있고, 배열에서 저장이 시작되는 인덱스를 지정할 수 있다는 점이다. 만약 off를 0 으로, len을 배열의 길이로 준다면 read(byte[] b) 와 동일하다.
InputStream is =...; = > InputStream is =.... ;
byte[] readBytes =new byte[100]; => byte[] readBytes =new byte[100];
int readByteNo =is.read(readBytes); => int readByteNo =is.read(readBytes, 0 , 100);
close() 메소드
InputStream 을 더 이상 사용하지 않을 경우에는 close() 메소드를 호출해서 InputStream 에서 사용했던 시스템 자원을 풀어준다.
is.close();
18.2.2 OutputStream
OutputStream 은 바이트 기반 출력 스트림의 최상위 클래스로 추상 클래스이다. 모든 바이트 기반 출력 스트림 클래스는 이 클래스를 상속받아서 만들어진다. 다음과 같이 FileOutputStream, PrintStream, BufferdOutputStream, DataOutputStream 클래스는 모두 OutputStream 클래스를 상속하고 있다.
OutputStream 클래스에는 모든 바이트 기반 출력 스트림이 기본적으로 가져야 할 메소드가 정의 되어 있다. 다음은 OutputStream 클래스의 주요 메소드이다.
| 리턴타입 | 메소드 | 설명 |
| void | write(int b) | 출력 스트림으로 1바이트를 보낸다(b의 끝 1바이트). |
| void | write(byte[]b) | 출력 슽림으로 주어진 바이트 배열 b의 모든 바이트를 보낸다. |
| void | write(byte[] b, int off, int len) | 출력 스트림으로 주어진 바이트 배열 b[off]부터 len 개까지의 바이트를 보낸다. |
| void | flush() | 버퍼에 잔류하는 모든 바이트를 출력한다. |
| void | close() | 사용한 시스템 자원을 반납하고 출력 스트림을 닫는다. |
write(int b) 메소드
wirte(int b) 메소드는 매개 변수로 주어진 int 값에서 끝에 있는 1바이트만 출력 스트림으로 보낸다. 매개 변수가 int 타입으로 4바이트 모두를 보내는 것으로 오해할 수 있다.
OutputStream os =new FileOutputStream("c:/test.txt");
byte[] data ="ABC".getBytes();
for(int i=0; i<data.length; i++){
os.write(data[i]);
} //"A", "B", "C"를 하나씩 출력
write(byte[] b) 메소드
write(byte[] b) 는 매개값으로 주어진 바이트 배열의 모든 바이트를 출력 스트림으로 보낸다.
OutputStream os =new FileOutputStream("c:/test.txt");
byte[] data ="ABC".getBytes();
os.write(data); //"ABC" 모두 출력
write(byte[] b, int off, int len) 메소드
write(byte[] b, int off, int len) 은 b[off] 부터 len 개의 바이트를 출력 스트림으로 보낸다.
OutputStream os = new FileOutputStream( "c:/test.txt");
byte[] data ="ABC".getBytes();
os.write(data, 1, 2); // "BC" 만 출력
flush() 와 close()메소드
출력 스트림은 내부에 작은 버퍼(buffer) 가 있어서 데이터가 출력되기 전에 버퍼에 쌓여있다가 순서대로 출력된다. flush() 메소드는 버퍼에 잔류하고 있는 데이터를 모두 출력시키고 버퍼를 비우는 역할을 한다. 프로그램에서 더 이상 출력할 데이터가 없다면 flush() 메소드를 마지막으로 호출하여 버퍼에 잔류하는 모든 데이터가 출력되도록 해야 한다. OutputStream 을 더 이상 사용하지 않을 경우에는 close() 메소드를 호출해서 OutputStream에서 사용했던 시스템 자원을 풀어준다.
OutputStream os =new FileOutputStream("C:/test.txt");
byte[] data ="ABC".getBytes();
os.write(data);
os.flush();
os.close();
18.2.3 Reader
Reader는 문자 기반 입력 스트림의 최상위 클래스로 추상 클래스이다. 모든 문자 기반 입력 스트림은 이 클래스를 상속받아서 만들어진다.
다음과 같이 FileReader, BufferedReader, InputStreamReader 클래스는 모두 Reader 클래스를 상속하고 있다.
Reader 클래스에는 문자 기반 입력 스트림이 기본적으로 가져야 할 메소드가 정의되어 있다. 다음은 Reader 클래스의 주요 메소드이다.
| 메소드 | 설명 | |
| int | read() | 입력 스트림으로부터 한 개의 문자를 읽고 리턴한다. |
| int | read(char[] cbuf) | 입력 스트림으로부터 읽은 문자들을 매개값으로 주어진 문자 배열 cbuf에 저장하고 실제로 읽은 문자 수를 리턴한다. |
| int | read(char[] cbuf, int off, int len) | 입력 스트림으로부터 len 개의 문자를 읽고 매개값으로 주어진 문자 배열 cbuf[off] 부터 len개까지 저장한다. 그리고 실제로 읽은 문자 수인 len 개를 리턴한다. |
| void | close() | 사용한 시스템 자원을 반납하고 입력 스트림을 닫는다. |
read() 메소드
read() 메소드는 입력 스트림으로부터 한 개의 문자(2바이트)를 읽고 4바이트 int 타입으로 리턴한다. 따라서 리턴된 4바이트 중 끝에 있는 2바이트에 문자 데이터가 들어 있다. 예를 들어 입력 스트림에서 2개의 문자(총 4바이트) 가 들어온다면 다음과 같이 read() 메소드로 한 문자씩 두 번 읽을 수 있다.
read() 메소드가 리턴한 int 값을 char 타입으로 변환하면 읽은 문자를 얻을 수 있다.
char charData =(char)read();
더 이상 입력 스트림으로부터 문자를 읽을 수 없다면 read() 메소드는 -1을 리턴하는데 이것을 이용하면 읽을 수 있는 마지막 문자까지 루프를 돌려 한 문자씩 읽을 수 있다.
Reader reader =new FileReader("C:/test.txt");
int readData;
while((readData =reader.read())!=-1){
char charData =(char)readData;
}
read(char[] cbuf) 메소드
read(char[] cbuf) 메소드는 입력 스트림을부터 매개값으로 주어진 문자 배열의 길이만큼 문자를 읽고 배열에 저장한다. 그리고 읽은 문자 수를 리턴한다. 그리고 읽은 문자 수를 리턴한다. 실제로 읽은 문자 수가 배열의 길이보다 작을 경우 읽은 수만큼만 리턴한다. 실제로 읽은 문자 수가 배열의 길이보다 작을 경우 읽은 수만큼만 리턴한다. 예를 들어 입력 스트림에서 세 개의 문자가 들어온다면 다음과 같이 길이가 2인 문자 배열로 두 번 읽을 수 있다.
read(char[] cbuf) 역시 입력 스트림으로부터 문자를 더 이상 읽을 수 없다면 -1을 리턴한다. 이것을 이용하면 읽을 수 있는 마지막 문자까지 루프를 돌며 읽을 수 있다.
Reader reader =new FileReader("C:/test.txt");
int readCharNo;
char[] cbuf =new char[2];
while((readCharNo=reader.read(cbuf)!=-1) {...}
입력 스트림으로부터 100개의 문자가 들어온다면 read() 메소드는 100번을 루핑해서 읽어들어야 한다. 그러나 read(char[] cbuf)메소드는 한 번 읽을 때 주어진 배열 길이만큼 읽기 때문에 루핑 횟수가 현저히 줄어든다. 그러므로 많은 양의 문자를 읽을 때는 read(char[] cbuf) 메소드를 사용하는 것이 좋다.
read(char[] cbuf, int off, int len) 메소드
read(char[] cbuf, int off, int len) 메소드는 입력 스트림으로부터 len 개의 문자만큼 읽고 매개값으로 주어진 문자 배열 cbuf[off] 부터 len개까지 저장한다. 그리고 읽은 문자 수인 len 개를 리턴한다. 실제로 읽은 문자 수가 len 개보다 작을 경우 읽은 수만큼 리턴한다. 예를 들어 입력 스트림에서 전체 3개의 문자가 들어오고, 여기서 2개만 읽고 cbuf[1], cbuf[2]에 각각 저장한다면 다음과 같이 할 수 있다.
read(char[] cbuf, int off, int len) 역시 입력 스트림으로부터 문자를 더 이상 읽을 수 없다면 -1을 리턴한다. read(char[] cbuf) 와의 차이점은 한 번에 읽어들이는 문자 수를 len 매개값으로 조절할 수 있고, 배열에서 저장이 시작되는 인덱스를 지정할 수 있다면 점이다. 만약 off를 0으로, len을 배열의 길이로 준다면 read(char[] cbuf) 와 동일하다.
Reader reader = ...; Reader reader = ....;
char[] cbuf =new char[100] ; char[] cbuf =new char[100];
int readCharNo =is.read(cbuf); int readCharNo =is.read(cbuf, 0, 100);
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