I/O

💿 I/O

input과 output의 약자로 입력과 출력을 나타낸다. 즉, 컴퓨터 내부 또는 외부와의 장치와 프로그램간의 데이터를 주고 받는 것을 말한다.

💿 NIO

스트림 기반 I/O에서는 데이터 소스와 데이터 싱크, 자바 프로그램간의 데이터 이동을 위해서 스트림을 사용한다. 자바 프로그램은 스트림으로부터 데이터를 읽거나 쓴다. 이러한 접근은 I/O 수행을 느리게 만든다. NIO는 스트림 기반 I/O는 느린 속도 문제를 해결한다. NIO에서는 I/O처리를 위해 채널과 버퍼를 사용한다. 채널은 stream과 비슷하다. 채널은 데이터 소스/싱크 및 자바 프로그램간의 연결을 대표한다.

Channels

일반적으로 NIO의 모든 IO는 채널로 시작한다. 채널데이터를 버퍼로 읽을 수 있고, 버퍼에서 채널로 데이터를 쓸 수 있다. 채널은 스트림과 유사하지만 몇가지 차이점이 존재한다.

• 채널을 통해서는 읽고 쓸 수 있지만, 스트림은 일반적으로 단방향(읽기 혹은 쓰기)으로만 가능하다.
• 채널은 비동기적 으로 읽고 쓸 수 있다.
• 채널은 항상 버퍼에서 부터 읽거나 버퍼로 쓴다.

Buffer

NIO의 버퍼는 채널과 상호작용할 때 사용된다. 커널에 의해 관리되는 시스템 메모리를 직접 사용할 수 있는 채널에 의 해 직접 read 되거나 write 될 수 있는 배열과 같은 객체

IO에서는 출력 스트림이 1바이트를 쓰면 입력 스트림이 1바이트를 읽는다. 이것 보다는 버퍼를 사용해서 복수 개의 바이트를 한꺼번에 입력받고 출력하는 것이 빠른 성능을 낸다.

Selector

셀럭터를 사용하면 하나의 스레드가 여러 채널을 처리(handle)할 수 있다. 클라이언트 하나당 쓰레드 하나를 생성해서 처리하기 때문에 쓰레드가 많이 생성될수록 급격한 성능 저하를 가졌던 단점을 개선하는 Reactor 패턴의 구현체

NIO 와 IO

스트림은 단방향 데이터 전송을 위해 사용된다. 즉, 입력 스트림은 단지 데이터 소스로부터 자바 프로그램으로 데이터를 전송하고, 출력 스트림은 자바 프로그램으로부터 데이터 싱크로 데이터를 전송한다. 하지만, 채널은 양방향 전송 능력을 가지고 있다.

스트림 기반 I/O에서 데이터 전송의 기본 단위는 byte이다. 그러나 채널기반 NIO에서는 데이터 전송의 기본 단위는 buffer이다.

NIO2.0

NIO2에서는 모든 파일 시스템을 동일한 방식으로 처리한다. 파일 시스템은 NIO2를 확장해서 제공한다. 또한 파일 시스템에 대한 기본구현을 활용할 수 있고, 파일 시스템 각각 구현체를 사용할 수 있다.

모든 파일 시스템의 기본 파일 오퍼레이션(copt, move, delete)를 제공한다. 또한 move 오퍼레이션을 제공한다. 또한 향상된 예외 처리를 제공하며, 심볼릭 링크를 제공한다.

파일이 추가되거나 서브디렉토리가 생기는 것과 같은 디렉토리에 발생하는 이벤트를 처리할 수 있는 서비스를 만들 수 있으며, 파일 트리를 탐색할 수 있는 API도 제공된다.

네트워크 소켓에 대한 비동기 I/O도 제공되며, DatagramChannel을 이용한 멀티캐스팅도 지원한다.

💿 스트림 (Stream)

스트림이란 연속적인 데이터의 흐름을 물에 비유해서 붙여진 이름인데, 여러 가지로 유사한 점이 많다. 물이 한쪽 방향으로만 흐르는 것과 같이 스트림은 단방향통신만 가능하기 때문에 하나의 스트림으로 입력과 출력을 동시에 처리가 불가하다. 그래서 입력과 출력을 동시에 하려면 입력스트림과 출력스트림을 각각 만들어 총 2개의 스트림이 필요하다.

InputStream

바이트 기반 입력 스트림의 최상위 클래스로 추상클래스 이다. 모든 바이트 기반 입력 스트림은 이 클래스를 상속받아서 만들어 진다. InputStream 클래스에는 바이트 기반 입력 스트림이 기본적으로 가져야 할 메소드들이 정의 되어 있다.

read()와 close 함수를 통해 생성, 파괴

OutputStream

바이트 기반 출력 스트림의 최상위 클래스로 추상클래스 이다. 모든 바이트 기반 출력 스트림은 이 클래스를 상속받아서 만들어진다. OutputStream 클래스에는 바이트 기반 출력 스트림이 기본적으로 가져야 할 메소드가 정의되어 있다.

write 와 flush close 함수를 통해 Control

💿 Byte와 Character 스트림

데이터를 전송하는 방식에 따라 나뉨

Byte Stream

binary 데이터를 입출력하는 스트림이다, 이미지, 동영상 등을 송수신할 때 주로 사용한다.

• InputStream / OutputStream : byte 기반 input/output stream의 최고 조상
• ByteArrayInputStream / ByteArrayOutputStream : byte array(byte[]) 에 대한 데이터를 입출력 하는 클래스
• FileInputStream / FileOutputStream : 파일(file)에 대한 데이터를 입출력 하는 클래스

Character Stream

text 데이터를 입출력하는데 사용하는 스트림이다. HTML 문서, 텍스트 파일을 송수신할 때 주로 사용한다.

• Reader / Writer : Character 기반 input / output stream의 최고 조상
• FileReader / FileWriter : 문자 기반의 파일을 입출력 하는 클래스

💿 표준 스트림

• System.in : 표준 입력용 스트림
• System.out : 표준 출력용 스트림
• System.err : 표준 오류 출력 스트림

💿 File 읽고 쓰기

read

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String fileName = "C:/test.txt"  // 읽어들일 파일명 

FileReader fileReader = new FileReader(fileName); 
BufferedReader reader = new BufferedReader(fileReadrer); 

String line = null; 
while((line = reader.readLine()) != null) { // readLine() 은 한줄 단위로 읽어들임 
	System.out.println(line); 
} 

reader.close();

write

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String fileName = "C:/test.txt"  // 생성할 파일명 
String str = "abc"  // 작성할 문자열
 
FileWriter fileWriter = new FileWriter(fileName); 
BufferedWriter out = new BufferedWriter(fileWriter); 

out.write(str); // 쓰기 
out.newLine(); // 줄바꾸기 
out.close();