[Java] I/O와 Stream

I/O와 Stream
데이터의 입력(Input)과 출력(Output)
데이터는 한쪽에서 주고 한쪽에서 받는 구조로 되어있음
이때 입력과 출력의 끝단: 노드(Node)
두 노드를 연결하고 데이터를 전송할 수 있는 개념: 스트림(Stream)
스트림은 단방향으로만 통신이 가능하며 하나의 스트림으로 입력과 출력을 같이 처리할 수 없음

InputStream의 주요 메서드
read()
public abstract int read() throws IOException
- byte 하나를 읽어서 int로 반환. 더 이상 읽을 값이 없으면 -1을 리턴 (4byte=-1, 3byte=0, 1byte=-1)
public int read(byte b[]) throws IOException
- 데이터를 읽어서 b를 채우고 읽은 바이트의 개수를 리턴. 0이 리턴 되면 더 이상 읽을 값이 없는 상황
- public int read(byte b[], int offset, int len) throws IOException
최대 len 만큼 데이터를 읽어서 b의 offset부터 b에 저장하고 읽은 바이트 개수를 리턴. 따라서 len+offset은 b의 크기 이하여야 함

close()
public void close() throws IOException
스트림을 종료해서 자원을 반납

Reader 주요 메서드
read()
public int read() throws IOException
- char 하나를 읽어서 int로 반환. 더 이상 읽을 값이 없으면 -1을 리턴
public int read(char cbuf[]) throws IOException
- 데이터를 읽어서 cbuf를 채우고 읽은 문자의 개수를 리턴. 0이 리턴 되면 더 이상 읽을 값이 없는 상황
abstract public int read(char cbuf[], int off, int len) throws IOException
- 최대 len 만큼 데이터를 읽어서 cbuf의 offset부터 cbuf에 저장하고 읽은 char 개수를 리턴. 
public int read(java.nio.CharBuffer target) throws IOException
- 데이터를 읽어서 target에 저장. target은 cbuf를 대체

close()
public void close() throws IOException
- 스트림을 종료해서 자원을 반납

OutputStream
write()
public abstract void write(int b) throws IOException
- b의 내용을 byte로 출력
public void write(byte b[]) throws IOException
- b를 문자열로 변환해서 출력
public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException
- b의 off 부터 off+len-1만큼을 문자열로 변환해서 출력

close()
public void close() throws IOException
- 스트림을 종료해서 자원을 반납. close()는 내부적으로 flush()를 호출

flush()
public void flush(0 throws IOException
- 버퍼가 있는 스트림에서 버퍼의 내용을 출력하고 버퍼를 비움

Writer
write()
public void write(int c) throws IOException
- b의 내용을 char로 출력한다
public void write(char cbuf[]) throws IOException
- cbuf를 문자열로 반환해서 출력한다.
abstract public void write(char cbuf[], int off, int len) throws IOException
- cbuf의 off 부터 off+len-1만큼을 문자열로 변환해서 출력
public void write(String str) throws IOException
- str을 출력 public void write(String str, int off, int len) throws IOException
- str의 off부터 off+len-1 만큼을 출력

append()
public Writer append(CharSequence csq) throws IOException
- csq를 출력하고 Writer를 리턴
public Writer append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException
- csq의 start부터 end까지를 출력하고 Writer를 리턴

close()
public void close() throws IOException
- 스트림을 종료해서 자원을 반납. close()는 내부적으로 flush()를 호출

flush()
abstract public void flush() throws IOException
- 버퍼가 있는 스트림에서 버퍼의 내용을 출력하고 버퍼를 비움

File
가장 기본적인 입출력 장치 중 하나로 파일과 디렉터리를 다루는 클래스
File() public File(String pathname)
- pathname에 해당하는 파일을 생성. 경로 없이 파일ㅇ르 생성하면 애플리케이션을 시작한 경로가 된다.
public File(String parent, String child)
- parent 경로 아래 child를 생성
public File(File parent, String child)
- parent 경로 아래 child를 생성
public File(URI uri)
- file로 시작하는 URI 객체를 이용해 파일을 생성

createNewFile()
public boolean createNewFile() throws IOException
- 새로운 물리적인 파일을 생성

mkdir() public boolean mkdir()
- 새로운 디렉토리를 생성

mkdirs() public boolean mkdirs()
- 경로상에 없는 모든 디렉토리를 생성 delete() public boolean delete() 파일 또는 디렉토리를 삭제

getName()
- 파일 이름을 리턴
getPath()
- 파일의 경로를 리턴
getAbsoultePath()
- 파일의 절대 경로를 리턴
getCanonical()
- 파일의 정식 경로를 리턴. 정식 경로는 절대 경로이며 경로 내에 .또는 ..의 사앧 경로 기호가 없는 경로
isDirectory()
- 파일이 디렉토리인지 리턴
isFile()
- 파일이 파일인지 리턴
length()
- 파일의 길이를 리턴
listFiles()
- 파일이 디렉토리인 경우 자식 파일들을 File[] 형태로 리턴

FileInputStream, FileOutputStream
FileInputStream()
public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException name
- 경로의 파일을 읽는 FileInputStream을 생성

FileOutputStream()
public FileOutputStream(String name) throws FileNotFoundException name
- 경로의 파일에 출력하는 FileOutputStream을 생성
public FileOutputStream(String name, boolean append) throws FileNotFoundException name
- 경로의 파일에 출력하는 FileOutputStream을 생성. 기존에 파일이 있다면 뒤에 이어 씀

보조스트림 : Filter Stream, Processing Stream 다른 스트림에 부가적인 기능을 제공하는
스트림 스트림 체이닝 : 필요에 따라 여러 보조 스트림을 연결해서 사용 가능

보조 스트림의 종류
byte 스트림을 char 스트림으로 변환 : (byte 기반)InputStreamReader, OutputStreamWriter /
버퍼링을 통한 속도 향상 : (byte 기반)BufferedInputStream, BufferdOutputStream / (char 기반)BufferedReader
BufferedWriter 객체 전송 : (byte 기반)ObjectInputStream, ObjectOuputStream /

생성 - 이전 스트림을 생성자의 파라미터에 연결
종료 - 보조 스트림의 close()를 호출하면 노드 스트림의 close()까지 호출 됨

사용할 스트림의 결정
과정 노드가 무엇인가 -> 타입은 문자열인가? 바이트인가? -> 방향이 무엇인가 -> 추가 기능이 필요한가?

InputStreamReader & OutputStreamWriter
byte기반 스트림을 char 기반으로 변경해주는 스트림
- 문자열을 관리하기 위해서는 byte 단위보다 char 단위가 유리
- 키보드에서 입력(byte stream) 받은 데이터를 처리할 경우 등
변환 시 encoding 지정 가능
InputStreamReader()
public InputStreamReader(InputStream in)
- 기본 캐릭터 셋을 이용해서 InputStreamReader를 생성
public InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) throws UnsupportedEncodingException
- charsetName을 이용해 InputStreamReader를 생성
public InputStreamReader(InputStream in, Charset cs)
- cs를 이용해 InputStreamReader를 생성

OutputStreamWriter()
public OutputStreamWriter(OutputStream out)
- 기본 캐릭터 셋을 이용해 OuputStreamWriter를 생성
public OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName) throws UnsupportedEncodingException
- charsetName을 이용해 OutputStreamWriter를 생성
public OutputStreamWriter(OutputStream out, Charset cs)
- cs를 이용해 OutputStreamWriter를 생성

Buffered 계열
스트림의 입/출력 효율을 높이기 위해 버퍼를 사용하는 스트림
BufferedInputStream()
public BufferedInputStream(InputStream in)
- in을 이용해 크기가 8192인 버퍼를 갖는 BufferedInputStream을 생성
public BufferedInputStream(InputStream in, int size)
- in을 이용해 크기가 size인 버퍼를 갖는 BufferedInputStream을 생성

BufferedOutputStream() 
public BufferedOutputStream(OutputStream out)
- out을 이용해 크기가 8192인 버퍼를 갖는 BufferedOutputStream을 생성
public BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)
- out을 이용해 크기가 size인 버퍼를 갖는 BufferedOutputStream을 생성

BufferedReader()
public BufferedReader(Reader in)
- in을 이용해 크기가 8192인 버퍼를 갖는 BufferedReader를 생성
public BufferedReader(Reader in, int sz)
in을 이용해 크기가 sz인 버퍼를 갖는 BufferedReader를 생성

BufferedWriter()
public BufferedWriter(Writer out)
- out을 이용해 크기가 8192인 버퍼를 갖는 BufferedWriter를 생성
public BufferedWriter(Writer out, int sz)
- out을 이용해 크기가 sz인 버퍼를 갖는 BufferedWriter를 생성

객체 직렬화(serialization)
객체를 파일등에 저장하거나 네트워크로 전송하기 위해 연속적인 데이터로 변환
반대의 경우는 역 직렬화(deserialization)

직렬화 되기 위한 조건
Serializable 인터페이스를 구현할 것
클래스의 모든 멤버가 Serializable 인터페이스를 구현해야 함
직렬화에서 제외하려는 멤버는 transient 선언

class Person implements Serializable { 
    private String name; 
    private int age;

    private transient String ssn; 
    private LoginInfo lInfo; 
}

serialVersionUID
클래스의 변경 여부를 파악하기 위한 유일 키
직렬화 할 때의 UID와 역 직렬화 할 때의 UID가 다를 경우 예외 발생
직렬화되는 객체에 UID가 설정되지 않았을 경우 컴파일러가 자동 생성
직렬화되는 객체에 대해서 serialVersionUID 설정 권장

ObjectInputStream(), ObjectOutputStream()
ObjectOutputStream()
public ObjectOutputStream(OutputStream out) throws IOException
- out을 이용해 ObjectOutputStream 객체를 생성

WriteObject()
public final void writeObject(Object obj) throws IOException
- obj를 직렬화해서 출력

ObjectInputStream()
public ObjectInputStream(InputStream in) throws IOException
- in을 이용해 ObjectInputStream 객체를 생성

readObject()
public final Object readObject() throws IOException, ClassNotFoundException
- 직렬화된 데이터를 역직렬화해서 Object로 리턴

Scanner와 BufferedReader
char 형태의 데이터를 읽기 위한 클래스들
Scanner 자동 형변환을 지원하는 등 사용이 간편하지만 속도가 느림
BufferedReader 직접 스트림을 구성해야 하는 등 번거롭지만 속도가 빠름