스트림
스트림(stream)
자바에서는 파일이나 콘솔의 입출력을 직접 다루지 않고, 스트림(stream)이라는 흐름을 통해 다룹니다.
스트림(stream)이란 실제의 입력이나 출력이 표현된 데이터의 이상화된 흐름을 의미합니다.
즉, 스트림은 운영체제에 의해 생성되는 가상의 연결 고리를 의미하며, 중간 매개자 역할을 합니다.
Java SE 8 버전부터 추가된 스트림 API는 앞서 설명한 스트림과는 전혀 다른 개념입니다.
스트림 API에 대한 더 자세한 사항은 자바 스트림 API 수업에서 확인할 수 있습니다.
입출력 스트림
스트림은 한 방향으로만 통신할 수 있으므로, 입력과 출력을 동시에 처리할 수는 없습니다.
따라서 스트림은 사용 목적에 따라 입력 스트림과 출력 스트림으로 구분됩니다.
자바에서는 java.io 패키지를 통해 InputStream과 OutputStream 클래스를 별도로 제공하고 있습니다.
즉, 자바에서의 스트림 생성이란 이러한 스트림 클래스 타입의 인스턴스를 생성한다는 의미입니다.
InputStream 클래스에는 read() 메소드가, OutputStream 클래스에는 write() 메소드가 각각 추상 메소드로 포함되어 있습니다.
사용자는 이 두 메소드를 상황에 맞게 적절히 구현해야만 입출력 스트림을 생성하여 사용할 수 있습니다.
| 클래스 | 메소드 | 설명 |
|---|---|---|
| InputStream | abstract int read() | 해당 입력 스트림으로부터 다음 바이트를 읽어들임. |
| int read(byte[] b) | 해당 입력 스트림으로부터 특정 바이트를 읽어들인 후, 배열 b에 저장함. | |
| int read(byte[] b, int off, int len) | 해당 입력 스트림으로부터 len 바이트를 읽어들인 후, 배열 b[off]부터 저장함. | |
| OutputStream | abstract void write(int b) | 해당 출력 스트림에 특정 바이트를 저장함. |
| void write(byte[] b) | 배열 b의 특정 바이트를 배열 b의 길이만큼 해당 출력 스트림에 저장함. | |
| void write(byte[] b, int off, int len) | 배열 b[off]부터 len 바이트를 해당 출력 스트림에 저장함. |
그런데 반환 타입을 byte 타입으로 하면, 0부터 255까지의 바이트 정보는 표현할 수 있지만 -1은 표현할 수 없게 됩니다.
따라서 InputStream의 read() 메소드는 반환 타입을 int형으로 선언하고 있습니다.
바이트 기반 스트림
자바에서 스트림은 기본적으로 바이트 단위로 데이터를 전송합니다.
자바에서는 다음과 같은 다양한 바이트 기반의 입출력 스트림을 제공하고 있습니다.
| 입력 스트림 | 출력 스트림 | 입출력 대상 |
|---|---|---|
| FileInputStream | FileOutputStream | 파일 |
| ByteArrayInputStream | ByteArrayOutputStream | 메모리 |
| PipedInputStream | PipedOutputStream | 프로세스 |
| AudioInputStream | AudioOutputStream | 오디오 장치 |
보조 스트림
자바에서 제공하는 보조 스트림은 실제로 데이터를 주고받을 수는 없지만, 다른 스트림의 기능을 향상시키거나 새로운 기능을 추가해 주는 스트림입니다.
자바에서는 다음과 같은 다양한 보조 스트림을 제공하고 있습니다.
| 입력 스트림 | 출력 스트림 | 설명 |
|---|---|---|
| FilterInputStream | FilterOutputStream | 필터를 이용한 입출력 |
| BufferedInputStream | BufferedOutputStream | 버퍼를 이용한 입출력 |
| DataInputStream | DataOutputStream | 입출력 스트림으로부터 자바의 기본 타입으로 데이터를 읽어올 수 있게 함. |
| ObjectInputStream | ObjectOutputStream | 데이터를 객체 단위로 읽거나, 읽어 들인 객체를 역직렬화시킴. |
| SequenceInputStream | X | 두 개의 입력 스트림을 논리적으로 연결함. |
| PushbackInputStream | X | 다른 입력 스트림에 버퍼를 이용하여 push back이나 unread와 같은 기능을 추가함. |
| X | PrintStream | 다른 출력 스트림에 버퍼를 이용하여 다양한 데이터를 출력하기 위한 기능을 추가함. |
문자 기반 스트림
자바에서 스트림은 기본적으로 바이트 단위로 데이터를 전송합니다.
하지만 자바에서 가장 작은 타입인 char 형이 2바이트이므로, 1바이트씩 전송되는 바이트 기반 스트림으로는 원활한 처리가 힘든 경우가 있습니다.
따라서 자바에서는 바이트 기반 스트림뿐만 아니라 문자 기반의 스트림도 별도로 제공합니다.
이러한 문자 기반 스트림은 기존의 바이트 기반 스트림에서 InputStream을 Reader로, OutputStream을 Writer로 변경하면 사용할 수 있습니다.
자바에서는 다음과 같은 다양한 문자 기반의 입출력 스트림을 제공하고 있습니다.
| 입력 스트림 | 출력 스트림 | 입출력 대상 |
|---|---|---|
| FileReader | FileWriter | 파일 |
| CharArrayReader | CharArrayWriter | 메모리 |
| PipedReader | PipedWriter | 프로세스 |
| StringReader | StringWriter | 문자열 |
지금까지 살펴본 바이트 기반의 스트림과 문자 기반의 스트림은 활용 방법이 거의 같습니다.
따라서 문자 기반의 보조 스트림도 다음과 같이 제공됩니다.
| 입력 스트림 | 출력 스트림 | 설명 |
|---|---|---|
| FilterReader | FilterWriter | 필터를 이용한 입출력 |
| BufferedReader | BufferedWriter | 버퍼를 이용한 입출력 |
| PushbackReader | X | 다른 입력 스트림에 버퍼를 이용하여 push back이나 unread와 같은 기능을 추가함. |
| X | PrintWriter | 다른 출력 스트림에 버퍼를 이용하여 다양한 데이터를 출력하기 위한 기능을 추가함. |
