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[Live Study] 13주차 과제: I/O

이 스터디는 백기선님께서 Github유튜브로 진행하시는 스터디 입니다.

참여하시고 싶으신 분은 아래 링크를 참고해 주세요 :)

대부분의 내용은 [O’REILLY] Java in a Nutshell, 7th Edition 에서 참고 하였습니다.

(최대한 직접 해석하면서 읽고 있으며 모르는 단어는 번역기로 찾았습니다.)

학습 목표

자바의 Input과 Output에 대해 학습하세요.

스트림(Stream), 버퍼(Buffer), 채널(Channel) 기반의 I/O

스트림(Stream)

I/O 스트림(Stream)은 디스크 또는 기타 소스의 순차적 바이트 스트림을 처리하는 방법으로 자바1.0부터 존재 했습니다.

스트림은 단방향 통신만 가능하고 그 때문에 입출력을 모두 처리하려면 입력 스트림과 출력 스트림 모두 필요합니다.

System.in, System.out은 자주 사용되는 표준 입출력 스트림입니다.

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System.out.println("this is stream!");

대표적인 출력 스트림 입니다. 자바8에 추가된 컬렉션 API의 Stream과 다릅니다.

NIO (New I/O)

자바1.4에 추가된 API로 java.nio 패키지에 포함되어 있으며 자바7부터는 NIO.2 API가 추가 되었습니다.

NIO는 넌블로킹(Non-Blocking) 처리가 되며 스트림(Stream)이 아닌 채널(Channel)을 사용 합니다.

버퍼(Buffer)

Buffer는 특정한 원시자료형(Primitive Type)을 저장하는 컨테이너이며 필수 속성은 capacity, limit, position 입니다.

채널을 통해서 소켓, 파일 등에 데이터를 전송하거나 읽어올 때 버퍼를 사용하여 가비지량을 최소화 시킬 수 있으며 GC 회수를 줄여 서버 전체의 처리량(throughput)을 즐가시켜 줍니다.

ByteBuffer, CharBuffer, ShortBuffer, IntBuffer, LongBuffer 등이 있습니다.

채널(Channel)

채널은 데이터가 통과하는 통로이며 이 때 사용되는 것이 버퍼 입니다.

SocketChannel, FileChannel 등이 있습니다.

InputStream, OutputStream

InputStreamOutputStream은 스트림의 핵심적인 API 입니다.

이 둘은 모두 데이터를 바이트(byte) 단위로 입출력을 하는 스트림 입니다.

다양한 구현체가 있지만 ByteArrayInputStream, ByteArraayOutputStream으로 예제를 작성 했습니다.

InputStream

InputStream은 입력 스트림으로 데이터를 읽는 역할을 하며 핵심 메소드인 read() 메소드를 사용하여 순차적으로 데이터를 읽을 수 있습니다.

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// 핵심 메소드
public abstract int read() throws IOException;
public int read(byte b[]) throws IOException;
public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException;

리턴 타입이 int인 이유는 0~255까지는 데이터이고 스트림의 끝을 나타내는 데이터는 -1 입니다.

OutputStream

OutputStream은 출력 스트림으로 데이터를 쓰기위해 사용할 수 있습니다.

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// 핵심 메소드
public abstract void write(int b) throws IOException;
public void write(byte b[]) throws IOException;
public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException;

Byte, Character 스트림

Byte 스트림

1바이트 단위로 데이터를 처리하는 스트림으로 위 예제가 바이트 스트림의 예제 입니다.

image http://javadevwannabe.blogspot.com/2012/02/high-level-streams.html

Character 스트림

바이트가 아닌 문자(Character) 단위로 처리하는 스트림으로 개발자에게 더 친숙하고 인코딩이나 유니코드 등의 문제를 숨긴 API를 제공 합니다.

Reader, Writer 클래스를 사용하고 다양한 하위 클래스가 존재 합니다.

image http://javadevwannabe.blogspot.com/2012/02/reader-and-writer-classes.html

표준 스트림 (System.in, System,out, System.err)

표준스트림은 java.lang.System 클래스에 정의되어 있습니다.

  • System.out: 콘솔에 출력하기 위함
  • System.in: 키보드로 입력을 받기 위함
  • System.err: 에러 출력을 위함

파일 읽고 쓰기

InputStream, OutputStream 사용

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try (InputStream is = new FileInputStream("input.png");
     OutputStream os = new FileOutputStream("output.png")) {
    int line;
    while ((line = is.read()) > -1) {
        os.write(line);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

Reader, Writer 사용

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try (BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"));
     BufferedWriter out = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
    String line;
    while ((line = in.readLine()) != null) {
        out.write(line);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}
This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.

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