9、IO

IO，主讲：汤小洋

一、File类

1. 简介

java.io.File类表示磁盘上的文件或目录

• 无论是文件还是目录都通过File类来表示（目录是一种特殊的文件）

• 提供了对文件和目录的基本操作，如查看文件名、文件大小、新建或删除文件等

• File类不能访问文件的内容，如果要访问文件内容，需要使用输入/输出流

2. 构造方法

路径分类：

• 绝对路径

  以根开始的路径

  Windows：盘符，如 D:\resource\a.txt

  Linux/Mac：/正斜杠，如 /home/soft01/resource/a.txt

  关于路径分隔符

  Windows：使用\表示路径分隔符

  Linux/Mac：使用/表示路径分隔符

  由于在Java中\表示转义符，所以在Java中表示Windows路径时需要使用\\或使用/表示路径分隔符

• 相对路径

  不是以根开始的路径，相对于某个路径的路径

  如 resource/a.txt

  注：.表示当前目录，..表示上一级目录

3. 常用方法

 

二、IO流

1. 简介

IO：Input Output 输入和输出流

• 通过IO流实现文件的输入和输出功能

• 用于对文件进行读写操作

流stream：可以理解为一组有顺序的、有起点和终点的动态数据集合

• 文件是数据在磁盘上的静态存储

• 流是数据在传输时的动态形态

2. 文件的分类

两类：

• 文本文件

  可以使用记事本编辑的文件（.txt, .properties, .java......）

• 二进制文件

  除了文本文件，其他所有文件都可以认为是二进制文件

3. 流的分类

三类：

• 按流的方向（站在Java程序的角度）

  输入流：用于读取数据，比如从文件中读取数据到程序中，由InputStream和Reader作为父类

  输出流：用于写出数据，比如将程序中的数据写到文件中，由OutputStream和Writer作为父类

• 按流中数据的单位

  字节流byte：所操作的最小数据单元为字节，由InputStream和OutputStream作为父类

  字符流char：所操作的最小数据单元为字符，由Reader和Writer作为父类

  一个英文字符占1个字节，一个汉字占2个字节（GBK）或3个字节（UTF-8）

• 按数据的来源

  节点流：直接对数据源进行操作，如操作文件

  包装流：对一个节点流进行操作（包装）

	字节流	字符流
输入	InputStream	Reader
输出	OutputStream	Writer

三、字节流

1. 简介

InputStream是字节输入流的顶层父类，常用子类：

• FileInputStream

• ByteArrayInputStream

• ObjectInputStream

OutputStream是字节输出流的顶层父类，常用子类：

• FileOutputStream

• ByteArrayOutputStream

• ObjectOutputStream

2. 文件输入输出流

2.1 FileInputStream

文件字节输入流：以字节为单位，从文件中读取数据

2.2 FileOutputStream

文件字节输出流：以字节为单位，将数据写出到文件中

3. 字节数组输入输出流

流（数据）的来源或目的地并不一定是文件，也可以是内存中的一块空间，例如一个字节数组

3.1 ByteArrayInputStream

字节数组输入流：从字节数组中读取数据，即将字节数组当作流输入的来源

3.2 ByteArrayOutputStream

字节数组输出流：将数据写出到内置的字节数组中，即将字节数组当作流输出的目的地

4. 对象输入输出流

如果希望将Java对象写入到IO流中，或从IO流中读取Java对象，则要使用对象输入输出流，称为对象的序列化和反序列化

4.1 序列化和反序列化

序列化：将Java对象写入到IO流中，实现将对象保存在磁盘中或在网络中传输对象

反序列化：从IO流中读取Java对象，实现从磁盘或网络中恢复对象

要求：

• 对象必须实现Serializable接口，才能被序列化，转换成二进制流，通过网络进行传输

• 通过serialVersionUID判断对象的序列化版本的一致性：

  在序列化时，对象(类)的serialVersionUID会被一并序列化为流

  在反序列化时，会将流中的serialVersionUID与本地相应实体(类)的serialVersionUID进行比较：

  如果相同就认为版本一致，则可以进行反序列化

  如果不相同，则会出现序列化版本不一致的异常 InvalidCastException

4.2 ObjectInputStream

对象输入流：用来读取对象，即反序列化

ObjectInputStream和ObjectOutputStream属于包装流

• 用于对节点流进行功能扩展 / 包装

• 在创建包装流时，需要传入要操作的节点流对象

• 当关闭流时，只需要关闭包装流即可，节点流也会被关闭

• ObjectInputStream和ObjectOutputStream为节点流增加了读取对象、写入对象的功能

4.3 ObjectOutputStream

对象输出流：用来写入对象，即序列化

四、字符流

1. 简介

Reader是字符输入流的顶层父类，常用子类：

• FileReader

• BufferedReader

• InputStreamReader

Writer是字符输出流的顶层父类，常用子类：

• FileWriter

• BufferedWriter / PrintWriter

• OutputStreamWriter

2. 文件输入输出流

2.1 FileReader

文件字符输入流：以字符为单位，从文件中读取数据

2.2 FileWriter

文件字符输出流：以字符为单位，将数据写出到文件中

3. 缓冲输入输出流

缓冲输入输出流属于包装流，为字符流添加缓冲的功能

当读取或写出数据时，先从缓冲区读取，减少对磁盘的I/O操作，提高效率

3.1 BufferedReader

缓冲字符输入流：为字符输入流添加缓冲

3.2 BufferedWriter

缓冲字符输出流：为字符输出流添加缓冲

3.3 PrintWriter

打印流，功能更强，操作更简单

4. 转换流

用于将字节流转换为字符流，同时可以实现编码的转换

在转换时需要指定使用的字符集，如果不指定默认使用JVM的字符集

注：Java中没有提供将字符流转换为字节流的方法，不支持该操作

4.1 InputStreamReader

将字节输入流转换为字符输入流

4.2 OutputStreamWriter

将字节输出流转换为字符输出流

五、RandomAccessFile

1. 简介

随机读写流，是一个字节流，可以对文件进行随机读写

• 随机：可以定位到文件的任意位置进行读写操作，通过移动指针（Pointer）来实现

• 读写：使用该流既能读取文件也能写入文件

2. 用法

write() 写入数据

read() 读取数据

getFilePointer() 获取当前指针的位置

seek() 将指针移动到指定的位置

skipBytes() 将指针跳过指定字节