Section#19 _ 파일 입출력

#1 자바 입출력과 스트림

: 자바는 입출력을 처리하기 위해 별도의 I/O 패키지를 제공

: 자바 프로그래밍이 디스크에 접근해 데이터를 주고받는 작업을 도와주는 통로 → 스트림, 가상 통로

 

입출력 스트림의 특징

: 프로그램을 기준으로 데이터가 들어오면 입력 스트림, 데이터가 나가면 출력 스트림

: 동시에 진행되는 것이 아니라 각각 독립적으로 한 가지 기능만 동작 → 스트림이 따로 필요함

 

주요 특징

: 스트림의 양 끝에서 전달이 이루어짐

: 단방향 통신 → 입, 출력 스트림을 별도로 사용

: 연속된 데이터의 흐름으로 입출력 진행 시 다른 작업을 할 수 없는 상태

: 동일한 프로그램 구조를 유지할 수 있음

 

#2 입출력 스트림의 종류

: 전달 방식에 따라 byte 기반 스트림과 char 기반 스트림으로 구분

byte 기반 → 데이터를 컴퓨터의 기본 단위인 byte 단위로 나누어 읽거나 쓰기

char 기반 → 텍스트 기반 문서를 다루기 위해 사용하는 스트림

byte 기반 스트림	char 기반 스트림
모든 타입의 데이터 가능	문자 데이터만 가능
그림, 멀티미디어, 문자 등	텍스트로 이루어진 문서

 

 

#3 byte 기반 스트림

 

InputStream : 바이트 입력 스트림

: 최상위 클래스로 InputStream 객체가 제공 → 해당 객체를 상속해 다양한 입력 스트림들이 존재

 

FileInputStream

: 파일에서 바이트 단위로 자료를 읽어 들일 때 사용하는 스트림

: 선언 방법

new FileInputStream(경로/파일명);
// 매개변수로 파일명을 포함한 경로를 지정

- read() 메서드

: 1 byte 씩 읽어서 int 타입으로 리턴, 더이상 읽을 내용이 없을 경우 -1을 반환하여 종료할 수 있음

: 모든 데이터를 바이트 타입으로 읽어오기 때문에 문자를 출력할 경우 형 변환하여 출력

: 모든 입출력 기능은 CheckException을 따라 예외 처리를 해주어야함

: 1byte 씩 읽기에 속도가 느리다는 단점

 

-read(byte[] b) 메서드

: 데이터를 배열에 담아서 읽기 때문에 데이터를 읽는 횟수가 줄어듬 → 읽는 속도 향상 가능

 

: byte 기반 입력 스트링므로 파일을 read() 메서드를 통해 읽으면 한글의 경우 깨짐 현상이 일어남

→ 다시 문자형으로 변환할때 정상적으로 변환되지 않기 때문

 

OutputStream : 바이트 출력 스트림

: 최상위 클래스로 OutputStream 객체가 제공

 

FileOutputStream

: 선언 방법

new FileOutputStream(경로/파일명, 이어쓰기 옵션);
// 이어쓰기 옵션이 true → 기존 파일에 이어서 내용 추가
// 이어쓰기 옵션이 false → 기존 내용을 무시하고 새로 쓰기

- wrtie(int b) 메서드

: 단일 데이터를 매개변수로 받아서 출력 대상에 씀

 

- wrtie(byte[] b) 메서드

: String 객체는 바이트 배열 타입으로 변환 가능

 

#4 문자 기반 스트림

: 문자를 처리하는 char형의 크기는 2byte로 별도의 처리를 하지 않으면 정상적으로 읽지 못함 → 문자 기반 스트림을 활용해 처리

 

Reader : 문자 입력 스트림

: 최상위 클래스인 Reader를 상속해 다양한 클래스를 제공

 

FileReader

- read() 메서드

: 문자 단위로 읽어서 int형으로 반환 → 한글이 깨지지 않고 출력

 

- read(char[] cbuf) 메서드

: byte 배열이 아닌 char 배열을 매개변수로 사용 → 배열 단위로 문자를 읽기 때문에 읽는 횟수가 현저히 줄어들어 속도에서 효율성

 

Writer : 문자 출력 스트림

 

FileWriter 선언

new FileWriter(경로/파일명, 이어쓰기 옵션);

 

- wrtie(char cbuf) 메서드

: 단일 문자를 입력 받아 출력하는 메서드

: 한 문장씩 읽어 들여서 지정된 파일에 내용을 입력

 

#5 보조 스트림

- 기반 스트림 : 대상에 직접 자료를 읽고 쓰는 스트림

- 보조 스트림 : 직접 읽고 쓰는 기능 없이 기반 스트림에 추가로 사용할 수 있는 스트림

→ 보조 스트림은 실제로 데이터를 주고 받을수는 없음

→ 스트림의 기능을 향상시키거나 새로운 기능을 제공해주는 스트림으로 다른 보조 스트림과 중첩하여 사용

 

보조 스트림 연결하기

: 보조 스트림을 매개변수로 받는 기반 스트림이 먼저 선언되어야 함

: 스스로 데이터를 읽거나 쓸 수 없기에 기반 스트림이 필요

보조 스트림 변수명 = new 보조스트림(기반 스트림);

 

성능 향상 보조 스트림

: 보조 스트림 중에서는 다음과 같이 메모리 버퍼를 추가로 제공하여 스트림의 성능을 향상 시키는 것들이 있음

→ byte 기반 스트림 : BufferedInputStream & BefferedOutputStream

→ char 기반 스트림 : BufferedReader & BufferdWriter

 

BufferedInputStream

: byte 기반 InputStream에 연결되어 버퍼 제공

→ 버퍼에 저장해두었다가 큰 단위로 받기 때문에 속도가 향상

BefferedOutputStream

: byte 기반 OutputStream에 연결되어 버퍼 제공

: 프로그램에서 전송한 데이터를 내부 버퍼에 쌓아두었다가 꽉 차면 한번에 전송

 

프로그램의 입장 → 버퍼를 통해 한꺼번에 전송함으로써 입출력 횟수를 줄여 실행 성능이 향상되는 효과

 

보조 스트림의 사용

: 기반 스트림을 생성자의 매개변수로 하여 선언

InputStream in = new ...
BufferdInputStream bis = new BufferdInputStream (in);

 

BufferedReader

→ 문자 기반 스트림인 Reader에 연결

BufferdWriter

→ Writer에 연결

 

 

문자 변환 보조 스트림

: 바이트 기반 스트림 → 텍스트 파일을 읽거나 쓸 경우, 한글을 포함한 비영어권 문자들이 정상적으로 출력 X

: Reader와 Writer 는 문자 단위로 입출력하기 때문에 바이트 기반 스트림보다 다양한 문자를 입출력

: InputStreamReader와 OutputStreamWriter가 있음

 

InputStreamReader

: 바이트 기반 스트림 InputStream을 문자 기반 스트림 Reader로 변환하는 보조 스트림

OutputStreamWrtier

: 바이트 기반 스트림 OutputStream을 문자 기반 스트림 Writer로 변환하는 보조 스트림

 

#6 File 클래스

 

파일 객체 선언

: 생성자의 매개변수로 파일의 경로를 받음

File file = new File("C:\\files\\example.txt");

---

: 파일 객체를 생성했다고 해서 실제 폴더나 파일이 생성되는 것은 아님

: 지정한 경로에 파일이 없어도 생성 시 오류가 발생하지는 않음

→ File 객체는 지정한 경로의 파일 또는 폴더를 객체화 하거나 지정된 파일이나 폴더를 새로 생성할때 모두 사용

 

#7 직렬화

: 자바 시스템 내부에서 사용하는 객체나 데이터를 외부의 시스템에서 사용할 수 있도록 바이트 단위의 데이터로 변환시키는 기술

: 클래스 형태의 데이터를 바이트 단위로 변환

역직렬화 : 바이트 단위로 변환된 데이터를 다시 객체 형태로 변환하는 것

 

객체의 직렬화

: 직렬화 기능을 사용하기 위해서는 먼저 사용할 객체를 준비

: 사용할 객체에 java.io.Serializable 인터페이스를 상속하여 직렬화가 가능한 객체로 만들기

 

serialVersionUID

: 해당 값은 객체를 직렬화 또는 역직렬화 할 때 서로 값이 맞는지를 확인하는 기준이 되는 값

→ 직렬화 과정에서 해당 값이 변경된다면? InvalidClassException 예외가 발생

→ 해당 값은 필수 값이 아니기에 지정하지 않을 경우 클래스의 해시 값 사용

 

ObjectInputStream & ObjectOutputStream

: 상속한 객체를 직렬화하여 전달하기 위해

ObjectInputStream : 역직렬화, 객체를 읽기 위해 사용

ObjectOutputStream : 직렬화, 객체를 저장하기 위해 사용

 

객체를 직렬화하여 저장할 경우, text 형태가 아닌 객체 자체를 데이터화 → 파일을 열어도 내용을 볼 수 없음

자바 프로그래밍을 통해 ObjectInputStream을 이용해 역직렬화 하여 읽기