c# 硬盘块写入 Stream类类的主要属性和区别的研究方法介绍

一、 Stream类概述

在.NET Framework中，文件和流之间是有区别的。

文件是存储在磁盘上的数据集，它具有名称和相应的路径。当您打开文件并对其进行读写时，该文件称为流。

但是，流式传输不仅指打开的磁盘文件，还指网络数据。 .Net Framework允许在内存中创建流。另外，在控制台应用程序中，键盘输入和文本显示都是流。

1.流类

流类是所有流的抽象基类。

Stream类的主要属性是CanRead，CanWrite（是否支持读写），CanSeek（是否支持搜索），CanTimeout（是否可以超时），Length（流的长度），Position （获取或设置当前流的位置），ReadTimeout / WriteTimeout（获取或设置读写操作的超时时间）

Stream类的主要方法是BeginRead / EndRead（开始和结束异步读取操作），BeginWrite / EndWrite（开始和结束异步写入操作），Read（读取字节序列），ReadByte（读取一个字节），Seek （设置搜索位置），写入（写入字节序列），写入字节（写入一个字节），刷新（清除流的所有缓冲区并将缓冲的数据写入基本设备），关闭（关闭当前流）。

2. FileStream，MemoryStream，BufferedStream和NetworkStream FileStream FileStream：以流的形式读取，写入，打开和关闭文件。此外，它还可用于处理其他与文件相关的操作系统句柄，例如管道，标准输入/输出等。内存流MemoryStream类：用于在内存中创建流以临时保留数据，因此无需在硬盘上创建临时文件。它将数据封装为无符号字节序列，可以直接读取，写入和搜索。 BufferedStream BufferedStream类：意味着先将流添加到缓冲区，然后再读取/写入数据。缓冲区是一个字节块，用于在存储区域中缓冲数据。使用缓冲区可以减少访问数据时对操作系统的调用次数，并增强系统的读/写功能。网络流NetworkStream类：提供用于网络访问的基本数据流。

请注意，FileStream类还具有缓冲功能。创建FileStream类的实例时，只需指定缓冲区的大小即可。

二、 FileStream FileStream

文件流类FileStream公开了基于文件的Stream，该流同时支持同步读/写操作和异步读/写操作。

FileStream类的特征是操纵字节和字节数组。此方法不适用于操作由字符数据组成的文本文件，并且适合处理非文本文件。

FileStream类提供了对文件的低级和复杂操作，因此可以实现更高级的功能。

1、读取文件

Read，ReadByte（）

//创建d:\file.txt的FileStream对象
FileStream fstream = new FileStream(@"d:\file.txt", FileMode.OpenOrCreate);
byte[] bData = new byte[fstream.Length];
//设置流当前位置为文件开始位置
fstream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);

//将文件的内容存到字节数组中（缓存）
fstream.Read(bData, 0, bData.Length);
string result = Encoding.UTF8.GetString(bData);
Console.WriteLine(result);
if (fstream != null)
{
    //清除此流的缓冲区，使得所有缓冲的数据都写入到文件中
    fstream.Flush();
    fstream.Close();
}

除了将字节数组转换为用于显示的字符串外，还可以使用字节数组

//1、显示成图片
MemoryStream mstream = new MemoryStream(bData);
Image img = Image.FromStream(mstream);

 //2、作为值存储到
SqlCommand comm = new SqlCommand();
comm.Parameters.Add("images", SqlDbType.Image).Value = bData;

 //3、写入文件
File.WriteAllBytes("c:\aa.txt", bData);
FileStream fstream = new FileStream("c:\aa.txt");
fstream.Write(bData, 0, bData.Length);

2、逐块读取文件

int bufferSize = 5;
//创建d:\file.txt的FileStream对象
FileStream fstream = new FileStream(@"d:\file.txt", FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Read, FileShare.Read, bufferSize, false);//false表示同步读
byte[] bData = new byte[bufferSize];
//设置流当前位置为文件开始位置
fstream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
int bytesRead;
do
{
    //将文件的内容存到字节数组中（缓存）
    bytesRead = fstream.Read(bData, 0, bData.Length);
    string result = Encoding.UTF8.GetString(bData, 0, bytesRead);
    Console.WriteLine(result);
} while (bytesRead > 0);
if (fstream != null)
{
    //清除此流的缓冲区，使得所有缓冲的数据都写入到文件中
    fstream.Flush();
    fstream.Close();
}

3、异步读取文件

ManualResetEvent mEvent = new ManualResetEvent(false);
int bufferSize = 5;
byte[] bData = new byte[bufferSize];
FileStream fstream = new FileStream(@"d:\file.txt", FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Read, FileShare.Read, bufferSize, true);//false表示异步读

AsyncCallback callback = null;

callback = (IAsyncResult ar) => 
  {
      int bytesRead = fstream.EndRead(ar);
      Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(bData, 0, bytesRead));
      if (bytesRead > 0)
      {
          fstream.BeginRead(bData, 0, bufferSize, callback, null);//继续读
      }
      else
      {
          fstream.Close();
          mEvent.Set();//读取完毕，发送信号
      }
  };
IAsyncResult async = fstream.BeginRead(bData, 0, bufferSize, callback, null);
mEvent.WaitOne(5000, false);
Console.WriteLine("读取完成");

备注：IAsyncResult接口的成员

AsyncState获取一个用户定义的对象，该对象限制或包含有关异步操作的信息。

AsyncWaitHandle获取用于等待异步操作完成的WaitHandle。

CompletedSynchronously获取一个值，该值指示异步操作是否同步完成。

IsCompleted获取一个值，该值指示异步操作是否已完成。

4、写入文件

写，写字节（字节）

//创建d:\file.txt的FileStream对象
FileStream fstream = new FileStream(@"d:\file.txt", FileMode.OpenOrCreate);
byte[] bData = Encoding.UTF8.GetBytes("test filestream");
//设置流当前位置为文件开始位置
fstream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);

//将字节数组中的内容写入文件
fstream.Write(bData, 0, bData.Length);
if (fstream != null)
{
    //清除此流的缓冲区，使得所有缓冲的数据都写入到文件中
    fstream.Flush();
    fstream.Close();
}

三、 MemoryStream类

与字节数组相比，内存流具有流的独特特性，并且容量可以自动增长。

在数据加密和可变长度数据的缓存中，使用存储流更加方便。

下面的代码示例演示如何读写使用内存作为后备存储的数据。

int count;
UnicodeEncoding uniEncoding = new UnicodeEncoding();

//创建要写入流的数据 

byte[] firstString = uniEncoding.GetBytes("Invalid file path characters are: ");
byte[] secondString = uniEncoding.GetBytes(Path.GetInvalidPathChars());
using (MemoryStream memStream = new MemoryStream(100))
{
    // 将第一个字符串写入流.
    memStream.Write(firstString, 0, firstString.Length);
    // 将第二个字符串按字节写入流.
    count = 0;
    while (count < secondString.Length)
    {
        memStream.WriteByte(secondString[count++]);
    }
    // 将流属性写入控制台.
    Console.WriteLine("Capacity = {0}, Length = {1}, Position = {2}\n", memStream.Capacity.ToString(), memStream.Length.ToString(), memStream.Position.ToString());
    // 将位置设置为流的开始.
    memStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
    // 从流中读取前20个字节.
    byte[] byteArray = new byte[memStream.Length];
    count = memStream.Read(byteArray, 0, 20);
    // 一个字节一个字节地读取剩下的字节.
    while (count < memStream.Length)
    {
        byteArray[count++] = Convert.ToByte(memStream.ReadByte());
    }
    // 将字节数组解码为char数组并将其写入控制台.
    char[] charArray = new char[uniEncoding.GetCharCount(byteArray, 0, count)];
    uniEncoding.GetDecoder().GetChars(byteArray, 0, count, charArray, 0);
    Console.WriteLine(charArray);
}

1、 ToArray（）和GetBuffer（）之间的区别：

//将流中的数据复制到一个byte[]中，速度比GetBuffer（）稍慢，但不会将无用的空数据放入buffer中。 
byte[] byteArray = memStream.ToArray();
//把流中的Buffer的引用传递出来，速度较快，Buffer的大小有流的Capacity决定的，但会传无用的空数据。
byte[] byteArray = memStream.GetBuffer();

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