[JAVA] 입출력 스트림

입출력 스트림

 

1. 입출력 스트림

자바에서 데이터는 스트림을 통해 입출력된다. 스트림은 단일 방향으로 연속적으로 흘러가는 것을 말하는데 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르듯이 데이터는 출발지에서 도착지로 흘러간다.

 

도착지와 출발지

 

이때, 프로그램이 출발지냐 도착지냐에 따라서 사용하는 스트림의 종류가 결정된다. 프로그램이 도착지이면 흘러온 데이터를 입력받아야 하므로 입력 스트림을 사용하고 반대로 프로그램이 출발지면 출력해야 하므로 출력 스트림을 사용한다.

 

2. 입출력 스트림의 종류

java.io 패키지에는 여러 가지 종류의 스트림 클래스를 제공하고 있다.

 

1) 바이트(Byte) 기반 스트림

• 그림, 멀티미디어 등의 바이너리 데이터를 읽고 출력할 때 사용한다.
• InputStream: 입력 스트림 최상위 클래스
• OutputStream: 출력 스트림 최상위 클래스

// 출력 스트림
import java.io.FileOutputStream; // 출력 스트림 하위 클래스
import java.io.OutputStream; // 출력 스트림 최상위 클래스

public class WriteExample {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		OutputStream os = new FileOutputStream("C:/Temp/test1.db");

		// write(int): 끝에 1byte만 출력한다.
		byte a = 10;
		byte b = 20;
		byte c = 30;
		os.write(a);
		os.write(b);
		os.write(c);

		// write(byte[]): 배열의 모든 바이트를 출력한다.
		byte[] array1 = { 10, 20, 30 };
		os.write(array1);

		// write(byte[], int off, int len): b[off]부터 len개의 바이트를 출력한다.
		byte[] array2 = { 10, 20, 30, 40, 50 };
		os.write(array2, 1, 3);

		os.flush(); // 출력 버퍼에 잔류하는 모든 바이트를 출력한다.
		os.close(); // 출력 스트림을 닫는다.
	}
}

// 입력 스트림
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;

public class ReadExample {
	public static void main(String[] args) throws Exception {

		InputStream is = new FileInputStream("C:/Temp/test.db");

		// read(): 1byte만 읽는다.
		while (true) {
			int data = is.read();
			if (data == -1) break; // 파일의 끝에 도달했을 경우 멈춘다.
			System.out.println(data);
		}

		// read(byte[]): 배열의 길이만큼 바이트를 읽고 해당 배열에 저장한다.		
		byte[] buffer = new byte[100];
		while (true) {
			int readByteNum = is.read(buffer);
			if (readByteNum == -1) break;
			for (int i = 0; i < readByteNum; i++) {
				System.out.println(buffer[i]);
			}
		}

		// read(byte[], int off, int len): len개의 바이트를 읽고 b[off]부터 len개까지 저장한다.
		byte[] buffer = new byte[5];
		int readByteNum = is.read(buffer, 2, 3);
		if (readByteNum != -1) {
			for (int i = 0; i < buffer.length; i++) {
				System.out.println(buffer[i]);
			}
		}

		is.close(); // 입력 스트림을 닫는다.
	}
}

 

2) 문자(Character) 기반 스트림

• 문자 데이터를 읽고 출력할 때 사용한다.
• Reader: 입력 스트림 최상위 클래스
• Writer: 출력 스트림 최상위 클래스
• 바이트 기반 스트림과 메소드 사용 방법이 비슷하다.

 

3. 보조 스트림

• 데이터를 변환해서 입출력하고 싶은 경우
• 데이터의 출력 형식을 지정하고 싶은 경우
• 입출력 성능을 향상하고 싶을 경우

이럴 때 기본 스트림에 보조 스트림을 연결하여 이러한 기능들을 수행할 수 있다.

 

보조 스트림이란 다른 스트림과 연결이 되어 여러 가지 편리한 기능을 제공해주는 스트림을 말한다. 자체적으로 입출력을 수행할 수 없기 때문에 입출력 소스와 바로 연결되는 기본 스트림과 연결해서 입출력을 수행한다.

 

보조 스트림을 생성할 때는 연결될 스트림을 생성자의 매개 값으로 제공하여 연결한다. 기본 스트림 외에도 다른 보조 스트림들을 연속적으로 연결할 수 있다.

InputStream is = ...;
InputStreamReader reader = new InputStreamReader(is);
BufferedReader br = new BufferedReader(reader);

 

1) 문자 변환 보조 스트림

// OutputStreamWriter: 바이트 기반 스트림을 문자 출력 스트림(Writer)로 변환한다.
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:/Temp/test1.txt");
Writer writer = new OutputStreamWriter(fos);

// InputStreamReader: 바이트 기반 스트림을 문자 입력 스트림(Reader)로 변환한다.
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/Temp/test1.txt");
Reader reader = new InputStreamReader(fis);

 

2) 성능 향상 보조 스트림

프로그램이 입출력 소스와 직접 작업하지 않고 중간에 메모리 버퍼와 작업함으로써 실행 성능을 향상할 수 있다. 예를 들어 데이터를 보내지 않고 메모리 버퍼에 데이터를 보냄으로써 쓰기 속도를 향상할 수 있다. 버퍼는 데이터가 쌓이기를 기다렸다가 차게 되면 한꺼번에 하드 디스크로 보냄으로써 출력 횟수를 줄일 수 있다.

// BufferedInputStream: 바이트 기반 스트림에 연결되어 버퍼를 제공한다. (문자 기반 스트림도 동일)
FileInputStream fis = new FileInputStream(originalFilePath);
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);

// BufferedOutputStream: 바이트 기반 스트림에 연결되어 버퍼를 제공한다. (문자 기반 스트림도 동일)
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(targetFilePath);
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);

 

3) 기본 타입 입출력 보조 스트림

기본 타입인 char, short 등을 입출력할 수 있다.

public class DataInputOutputStreamExample {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:/Temp/primitive.db");
		DataOutputStream dos = new DataOutputStream(fos);
		
		dos.writeUTF("홍길동");
		dos.writeDouble(95.5);
		dos.writeInt(1);
		
		dos.writeUTF("감자바");
		dos.writeDouble(90.3);
		dos.writeInt(2);
		
		dos.flush(); dos.close(); fos.close();
		
		FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/Temp/primitive.db");
		DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);
		
		for(int i=0; i<2; i++) {
			String name = dis.readUTF();
			double score = dis.readDouble();
			int order = dis.readInt();
			System.out.println(name + " : " + score + " : " + order);
		}
		
		dis.close(); fis.close();
	}
}

 

4) 프린터 보조 스트림

public class PrintStreamExample {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:/Temp/printstream.txt");
		PrintStream ps = new PrintStream(fos);
		
		ps.println("[프린터 보조 스트림]");
		ps.print("마치 ");
		ps.println("프린터가 출력하는 것처럼 ");
		ps.println("데이터를 출력합니다.");
		
		ps.flush();
		ps.close();
	}
}

 

5) 객체 입출력 보조 스트림

메모리에 생성된 객체를 파일 또는 네트워크로 출력할 수 있다.

public static void writeList() throws Exception {
	List<Board> list = new ArrayList<>();

	list.add(new Board(1, "제목1", "내용1", "글쓴이1", new Date()));
	list.add(new Board(2, "제목2", "내용2", "글쓴이2", new Date()));
	list.add(new Board(3, "제목3", "내용3", "글쓴이3", new Date()));

	FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:/Temp/board.db");
	ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
	oos.writeObject(list);
	oos.flush();
	oos.close();
}

public static List<Board> readList() throws Exception {
	FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/Temp/board.db");
	ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
	List<Board> list = (List<Board>) ois.readObject();
	return list;
}