I/O1: 스트림개념, 노드스트림(파일기반 입/출력처리)

개념 및 용어정리

• I/O : INPUT과 OUTPUT을 함께 일컫는 용어.

• 자바의 I/O : 스트림(Stream)을 이용해서 데이터를 주고받는 구조.

• 스트림(Stream) : 데이터의 소스에서 목적지까지 데이터를 이동시키는 일종의 통로.

  • 종류 :
    1. 노드스트림
       • 파일기반 입/출력처리
    2. 보조스트림

• 노드(Node) : 데이터의 소스나 목적지.
  • 종류 : 키보드, 모니터, 파일, 메모리, DB등등

노드스트림(Node Stream) : 노드에 연결된 스트림

• 종류는 매우 다양한데 아래 3가지 조건의 조합으로 구분됨.
• 첫번째 기준 : 전송할 데이터타입이 BYTE인가? CHAR인가?
  • byte(8비트)인 경우 XXStream
  • char 인 경우 XXer
  • byte데이터 전송인 경우 비트단위때문에 문자열이 깨지는 문제발생할수있으므로 텍스트를 전송할때는 char기반의 스트림을 사용하는 것이 좋다.
• 두번째 기준 : 데이터 이동방향
  • 데이터 읽는 경우 InputStream 또는 Reader
  • 데이터출력하는 경우 OutputStream 또는 write
• 세번째 기준 : 노드타입
  • 단방향 중 키보드 : InputStream 또는 Reader
  • 단방향 중 모니터 : OutputStream 또는 write
  • 양방향 중 파일과 연결할때 : file
  • 양방향 중 다른 스레드와 연결 : Piped
  • 양방향 중 메모리와 연결 : Array(ByteArray, CharArray)

• I/O클래스의 구조
  

• InputStream / OutputStream (바이트 입출력)
  

• Reader / Writer (문자 입출력)
  

노드스트림

• 모든 스트림은 노드 스트림에서 시작.
• 노드 스트림의 최상위 인터페이스 : InputStream과 Reader, OutputStream과 write

키보드를 이용한 InputStream과 Reader

• read()메서드는 스트림에서 데이터를 읽음.
  • return byte의 개수.
  • return -1이면 더이상 읽을 데이터가 없음을 의미.
• 전송될 데이터가 숫자인 경우 byte단위의 InputStream사용 추천
• 전송될 데이터가 문자인 경우(특히 한글) char단위의 Reader사용 추천

키보드를 이용한 InputStream 예시

• 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

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

키보드를 이용한 Reader 예시

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

모니터를 이용한 OutputStream과 Writer

• Write는 OutputStream의 byte가 char로 대체된다.

OutputStream사용

• getBytes()를 이용하여 byte[]로 바꾼 뒤 write()로 출력하면 된다.

  try(OutputStream os = System.out){
  	String msg = "안녕 월요일";
  	os.write(msg.getBytes());
  }catch(IOException e){
  	e.printStackTrace();
  }
  //출력값
  안녕 월요일

Writer사용

• byte를 char단위로 바꾸기 위해 OutputStreamWriter를 사용하여 Writer생성한다.

  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

메모리기반 입/출력처리

• CharArrayReader가 변수 memory를 buffer만큼 읽고 CharArrayWriter에 출력한다.
• CharArrayWriter에 출려된 내용을 모니터에 출력(System.out.println)한다.

  char[] memory = "안녕 또다시 월요일".toCharArray();
  char[] buffer = new char[5];
  int read=0;
  try(CharArrayReader car = new CharArrayReader(memory);
  		CharArrayWriter caw = new CharArrayWriter();){
  	while((read=car.read(buffer)) > 0){
  		caw.write(buffer, 0, read);
  	}
  	System.out.println(Arrays.toString(caw.toCharArray()));
  }catch(IOException e){
  	e.printStackTrace();
  }
  //출력값
  [안, 녕,  , 또, 다, 시,  , 월, 요, 일]

파일기반 입/출력처리

• 가장 빈번히 사용하며 너무나도 중요해서 아래 게시글에 별도로 포스팅을 했다.
• 링크 : 노드스트림 - 파일기반 입/출력처리

다른 스레드와의 통신을 위한 스트림

• 스레드간의 통신을 위해서는 PipedInputStream/PipedOutputStream 이나 PipedReader/PipedWriter가 사용됨.
• 다른 스트림과 공통점 : 데이터 읽고 쓰는 과정.
• 다른 스트림과 차이점 : 사용 전 connect()메서드를 사용하여 연결 필수!