Java 입출력(I/O) 알아보기

 

1. Java 입출력이란?

 

Java의 입출력은 크게 두 가지 관점으로 나뉨

 

• 입력(Input) : 외부(키보드, 파일 등) -> 프로그램 내부
  
  
• 출력(Output) : 프로그램 내부 -> 외부 (콘솔, 파일 등)

 

구분	바이트 스트림	문자 스트림
대표 클래스	InputStream, OutputStream	Reader, Writer
처리 단위	1 byte (이미지, 바이너리 등)	2 byte 문자 (텍스트 위주)
예시	BufferedInputStream 등	BufferedReader 등

 

 

위와 같이 입출력 방식은 데이터 단위에 따라 두 가지로 분류됨

 

 

2. 표준 입출력 (System.in, System.out)

 

표준 입력

 

System.in  // InputStream (바이트 스트림)

 

• 기본적으로 키보드 입력을 의미
  
  
• InputStream 이므로 1byte씩 읽고 문자 입력엔 적합하지 않음
  
  -> 그래서 InputStreamReader나 Scanner를 이용해 문자 기반 입력으로 변환

 

표준 출력

 

System.out  // PrintStream (OutputStream 하위 클래스)

 

• 콘솔로 문자열을 출력할 수 있게 해줌
  
  
• PrintStream은 print(), println(), printf() 등의 메서드를 제공함
  
  
• 자동으로 flush() 처리를 하여 즉시 콘솔에 출력됨

 

입력 클래스 정리

 

Scanner (가장 간단한 입력)

 

Scanner sc = new Scanner(System.in);
int n = sc.nextInt();
String s = sc.nextLine();

 

• 내부적으로 InputStreamReader를 사용
  
  
• 다양한 자료형 입력 가능
  
  
• Scanner는 내부적으로 정규식을 사용해서 입력을 파싱하므로 일반적인 문자열 파싱보다 연산량이 많고 느림
  
  -> nextInt()를 호출할 때도 단순히 숫자를 찾는 게 아니라 "\\d+" 같은 정규식을 기반으로 문자열에서 패턴을 찾아 매칭함

 

BufferedReader (빠른 입력)

 

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String s = br.readLine();

// System.in은 InputStream 이므로, Reader로 변환 후 BufferedReader로 감쌈
// InputStream -> InputStreamReader (byte -> char) -> BufferedReader (버퍼링 + 편의 기능)

 

• 버퍼(기본 8192 byte)에 저장 후 처리하므로 입력 횟수가 줄어듦
  
  
• 빠르지만 문자열 입력만 지원하고 숫자는 Integer.parseInt()가 필요함

 

Scanner는 사용자 입력을 받을 때마다 운영체제에 요청해서 한 글자 한 글자 읽어오지만
BufferedReader는 미리 버퍼(기본 8192 byte)에 쫙 받아놓고, 그 안에서 문자열을 처리하기에 I/O 호출 횟수가 적음

 

IOException 처리

BufferedReader 와 밑에서 나올 BufferedWriter는  각각 java.io.Reader 와 java.io.Writer 를 상속한 클래스임

 

하지만, Java IO는 Checked Exception 모델을 따르므로 컴파일 타임에 반드시 예외 처리를 강제함

(I/O 작업은 언제든 실패할 수 있기에 안전한 코드 작성을 유도하기 위함)

 

따라서, BufferedReader나 BufferedWriter를 사용할땐 try catch로 예외처리를 해주거나 메서드 선언부에 throws IOException을 붙여야함

 

StringTokenizer (빠른 파싱)

 

StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
int a = Integer.parseInt(st.nextToken());

 

• 한 줄 입력 후 공백 단위로 빠르게 나눔
  
  
• 정규식 없는 토큰 분리를 하므로 split() 보다 성능적으로 우수함

 

출력 클래스 정리

 

System.out (PrintStream)

 

System.out.println("출력");

 

• 편하고 직관적, 디버깅 용도로 자주 사용됨
  
  
• 내부적으로 OutputStream 기반
  
  -> System.out은 PrintStream인데 이는 내부적으로 byte 기반 출력 스트림(OutputStream)을 통해 동작함
  
  
• 즉시 flush 되어 느릴 수 있음 
  
  -> flush()는 버퍼에 쌓인 데이터를 강제로 즉시 출력 장치(콘솔, 파일 등)로 밀어내는 작업으로 시스템 I/O 호출이 자주 발생하게됨
  (콘솔 출력은 OS에 요청하는 무거운 작업(system call) 이라, 출력이 많아질수록 성능이 떨어짐)

 

BufferedWriter (빠른 출력)

 

BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
bw.write("Hello BufferedWriter!");
bw.newLine();  // 줄 바꿈
bw.flush();    // 버퍼에 쌓인 데이터 출력
bw.close();    // 스트림 닫기 (flush도 포함)

 

• 출력 내용을 버퍼에 모아 두었다가 한 번에 출력함
  
  -> 반복 루프에서 많은 양을 출력할 때 훨씬 빠름
  
  
• BufferedWriter는 내부 버퍼에 데이터가 남아있을 수 있음
  
  -> close()를 호출하지 않으면, 아직 출력되지 않은 데이터가 손실될 수 있음
  (close는 버퍼에 남은 데이터를 flush 하고 파일 핸들, 메모리 등의 리소스를 해제함)

 

정리

 

도구	입력 속도	출력 속도	예외 처리	특징
Scanner 입력	느림	X	필요 없음	편하지만 느림
BufferedReader	빠름	X	필요함	빠른 입력
System.out	X	느림	필요 없음	즉시 flush
BufferedWriter	X	빠름	필요함	버퍼 출력