입출력(I/O)(1) - 노드 스트림, 보조 스트림

  구체적인 내용에 들어가기에 앞서 기본적인 단어 3개를 살펴보자.

  I/O란 Input/Ouput의 약자로 입력과 출력을 나타낸다. 노드(Node)란 '데이터의 출발지와 목적지' 또는 '입력과 출력의 끝단'이다. 데이터를 전달하기 데이터를 운반하는 데 사용되는 연결 통로가 필요한데 그것이 스트림(Stream)이다.

  이번 주제에서는 입출력을 가능하게 하는 노드 스트림, 이를 도와주는 보조 스트림, 그리고 직렬화(Serialization)를 알아보자. 

 

1. 노드 스트림 🛴

  노드 스트림이란 노드에 연결된 스트림이다. 다양한 노드 스트림들이 있는데 3가지 조건으로 분류를 하여 그것에 해당하는 노드스트림을 사용하면 된다. 3가지 분류는 아래와 같다.

1. 데이터 타입
   전송할 데이터 타입이 Byte인지 아니면 Char인지
2. 데이터 이동방향
   데이터를 입력받는 경우와 출력하는 경우
3. 노드 타입
   키보드, 모니터, File, ByteArray, Pipe, CharArray, String

  최종 노드 스트림의 개수가 생각보다 많다. 하지만 이들은 'InputStream, OutputStream', 'Reader, Writer'의 자손클래스이므로 InputStream, OutputStream, Reader, Writer만 살펴보도록 하자. 또한, FileInputStream과 FileOutputStream은 자주 사용되므로 이것도 같이 살펴보자.

InputStream과 OutputStream ⚾

[InputStream]

메서드명	설명
abstract int read()	1byte를 읽어온다.   더 이상 읽어 올 데이터가 없으면 -1을 반환한다.
int read(byte[] b)	배열 b의 크기만큼 읽어서 배열을 채우고 읽어 온 데이터의 수를 반환한다.   더 이상 읽을 값이 없으면 0을 반환한다.
int read(byte[] b, int off, int len)	최대 len개의 byte를 읽어서 배열 b의 지정된 위치(off)부터 저장한다.   off + len은 b의 크기 이하여야 한다.

[OutputStream]

메서드명	설명
abstract void write(int b)	주어진 값을 출력소스에 쓴다.
void write(byte[] b)	주어진 배열 b에 저장된 모든 내용을 출력소스에 쓴다.
void write(byte[] b, int off, int len)	주어진 배열 b에 저장된 내용 중에서 off번째부터 len개 만큼만 읽어서 출력소스에 쓴다.

public static void main(String[] args) {
    byte[] inSrc = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    byte[] outSrc = null;
    byte[] temp = new byte[10];

    ByteArrayInputStream input = new ByteArrayInputStream(inSrc);
    ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();

    System.out.println("기존 temp : " + Arrays.toString(temp));

    input.read(temp, 0, temp.length); // 읽어온 데이터인 inSrc를 temp에 담는다.
    System.out.println("입력 후 temp : " + Arrays.toString(temp));

    output.write(temp, 5, 5); // temp[5]부터 5개의 데이터를 write한다.
    outSrc = output.toByteArray();
    System.out.println("출력 후 outSrc : " + Arrays.toString(outSrc));

}
// 기존 temp : [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
// 입력 후 temp : [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
// 출력 후 outSrc : [5, 6, 7, 8, 9]

  기본적인 사용법은 스트림의 종류만 다를 뿐 읽고 쓰는 방법은 동일하므로 추가적인 코드는 생략한다.

 

Reader와 Writer 🏀

[Reader]

메서드	설명
int read()	입력소스로부터 하나의 문자를 읽어온다.   더 이상 읽을 값이 없으면 -1을 반환한다.
int read(char[] c)	입력소스로부터 매개변수로 주어진 배열 c의 크기만큼 읽어서 배열 c에 저장한다.   더 이상 읽을 값이 없으면 0이 반환된다.
abstract int read(char[] c, int off, int len)	입력소스로부터 최대 len개의 문자를 읽어서 배열 c의 지정도니 위치(off)부터 읽은 만큼 저장한다.   off + len은 c의 크기 이하여야 한다.
int read(CharBuffer target)	입력소스로부터 읽어서 문자버퍼(target)에 저장한다.
abstract void close()	스트림을 종료해서 자원을 반납한다.

[Writer]

메서드	설명
void write(int b)	주어진 값을 출력소스에 쓴다.
void write(char[] c)	주어진 배열 c에 저장된 모든 내용을 출력소스에 쓴다.
abstract void write(char[] c, int off, int len)	주어진 배열 c에 저장된 내용 중에서 off번째부터 len길이만큼만 출력소스에 쓴다.
void write(String str)	주어진 문자열(str)을 출력소스에 쓴다.
void write(String str, int off, int len)	주어진 문자열(str)의 off번째 문자부터 len개 만큼의 문자열을 출력소스에 쓴다.
Writer append(c)	지정된 문자를 출력소스에 출력한다.
Writer append(CharSequence c)	c를 출력소스에 출력한다.
Writer append(CharSequence c, int start, int end)	c의 일부를 출력소스에 출력한다.
abstract void close()	스트림을 종료해서 자원을 반납한다.
abstract void flush()	버퍼가 있는 스트림에서 버퍼의 내용을 출력하고 버퍼를 비운다.

 

FileInputStream과 FileOutputStream 🏈

[FileInputStream & FileOutputStream]

생성자	설명
FileInputStream(String name)	name을 가진 실제 파일과 연결된 FileInputStream을 생성한다.
FileOutputStream(String name)	name을 가진 실제 파일과 연결된 FileOutputStream을 생성한다.
FileOutputStream(String name, boolean append)	name을 가진 실제 파일ㄹ과 연결된 FileOutputStream을 생성한다.    만약 append가 true이면 기존 파일에 이어서 쓰고, false이면 기존의 파일 내용을 덮어쓰게 된다.

File src = new File("C:\\src.txt");
File target = new File("C:\\new\\target.txt");

byte[] buffer = new byte[10];
try(InputStream input = new FileInputStream(src);
        OutputStream output = new FileOutputStream(target)){
    int read = -1;
    while((read = input.read(buffer)) > 0) {
        output.write(buffer, 0, read);
    }
} catch(IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

 

  파일을 사용할 때 경로를 지정해줘야 하는 경우들이 있다. OS마다 경로(path) 구분자가 다르므로 자신의 OS 경로 구분자를 쓰는 게 아니라 경로와 관련된 File의 멤버변수를 사용하도록 하자.

멤버변수	설명
static String pathSeparator	OS에서 사용되는 경로 구분자 윈도우 = ";", 유닉스 = ":"
static char pathSeparatorChar	OS에서 사용되는 경로 구분자 윈도우 = ';', 유닉스 = ':'
static String separator	OS에서 사용하는 이름 구분자 윈도우 = "\", 유닉스 = "/"
static char separatorChar	OS에서 사용하는 이름 구분자 윈도우 = "\", 유닉스 = "/"

File target = new File("C:" + File.separator + "Amenable" + File.separator + "test.txt");

 

2. 보조 스트림 🛵

  보조 스트림은 말 그대로 보조 기능을 추가하는 스트림이다. 자체적으로 입출력을 수행할 수 없기 때문에 앞에서 배운 노드스트림이 필요하다. 필요에 따라서 여러 보조 스트림을 연결해서 사용할 수도 있는데 이른 스트림 체이닝(Stream Chaining)이라고 한다.

기능	byte 기반	char 기반
byte 스트림을 char 스트림으로 변환	InputStreamReader OutputStreamWriter
버퍼링을 통한 속도 향상	BufferedInputStream BufferedOutputStream	BufferedReader BufferedWriter
객체 전송	ObjectInputStream ObjectOutputStream

  버퍼를 이용하면 입출력의 효율이 비교할 수 없을 정도로 좋아지기 때문에 사용하는 것을 추천한다.

BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

 

해당 글은 남궁 성님의 Java의 정석을 읽고 작성한 것입니다.