Java-IO流

IO流

啥是 IO？

Java的核心库 java.io 提供了全面的 IO 接口。

包括：文件读写、标准设备输出等。Java 中 IO 是以流为基础进行输入输出的，所有数据被串行化写入输出流，或者从输入流读入。

File 类

为什么讲 file ，因为流的操作通常是于操作文件。

IO概述

java.io.File

文件和文件目录的抽象表示形式，可用于新建、删除、重命名文件 | 目录，但 File 不能访问文件的内容。如果需要访问文件内容，则需要使用输入/输出流，即 IO 流。

如果想要在 Java 程序中表示一个真实存在的文件或目录，那么必须创建一个对应的 File 对象。但是 Java 程序中的一个 File 对象，可能并没有对应一个真实存在的文件或目录。

File 对象可以作为参数传递给 IO 流的构造器。

常用构造器

public File(String pathname)：以 pathname 为路径创建 File 对象，可以是绝对路径或相对路径，如果 pathname 是相对路径，则默认的当前路径为 Java 工程的根路径
- 绝对路径：是一个固定的路径，从盘符开始。Windows 以 C:\、D:\ 等开头；Linux 以 / 开头
- 相对路径：是相对于某个位置开始
public File(String parent,String child)：以 parent 为父路径， child 为子路径创建 File 对象。
public File(File parent,String child)：根据一个父 File 对象和子文件路径创建File对象

路径分隔符

路径中的每级目录之间用一个路径分隔符隔开。

路径分隔符和系统有关：

windows 和 DOS 系统默认使用 \ 来表示，在 Java 字符串中表示需要加转义字符进行转义
UNIX 和 URL 使用 / 来表示

File 类提供了一个常量，用于根据当前系统的不同动态地生成分隔符：

public static final String separator

所以如果你的程序可以写成如下形式：

// 文件路径为：D:\KuGou\爱河.mp3
File file2 = new File("d:" + File.separator + "KuGou" + File.separator + "爱河.mp3");

常用方法

获取操作

注意：文件名也属于路径

public String getAbsolutePath()：获取 File 的绝对路径
public String getPath()：获取 File 的构造器路径
public String getName()：获取 File 名称，是文件就返回文件名，不是文件就返回最后一级目录名
public String getParent()：获取上层文件目录路径。若无，返回null
public long length()：获取文件的长度（即：字节数）。不能获取目录的长度
public long lastModified()：获取最后一次的修改时间，毫秒值
public String[] list()：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组，被获取目标不能是文件
public File[] listFiles()：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的 File 数组，被获取目标不能是文件

重命名

public boolean renameTo(File dest)：把文件重命名为指定的文件路径

判断操作

public boolean isDirectory()：判断是否是文件目录
public boolean isFile()：判断是否是文件
public boolean exists()：判断是否存在
public boolean canRead()：判断是否可读
public boolean canWrite()：判断是否可写
public boolean isHidden()：判断是否隐藏

创建功能

public boolean createNewFile()：创建文件。若文件存在，则不创建，返回 false
public boolean mkdir() ：创建文件目录。如果此文件目录存在，则不创建。如果此文件目录的上层目录不存在，也不创建。
public boolean mkdirs()：创建文件目录。如果上层文件目录不存在，一并创建

删除功能

public boolean delete()：删除文件或者文件夹。

注意：

Java 中的删除不走回收站。

要删除一个文件目录，须注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录

实操

1、利用File构造器， new 一个文件目录file

在其中创建多个文件和目录
编写方法，实现删除file中指定文件的操作

public static void main(String[] args) throws IOException {

    File file = new File("D:\\test");
    if(!file.exists()){
        file.mkdirs();
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        new File(file.getAbsolutePath(), i+".txt").createNewFile();
        new File(file.getAbsolutePath(), i+"").createNewFile();
    }
}

private static boolean deleteFileByName(String name){
    File file = new File("name");
    return file.delete();
}

2、判断指定目录下是否有后缀名为 .jpg 的文件，如果有，就输出该文件名称

public static void main(String[] args) throws IOException {

    File srcFile = new File("d:\\code");
    String[] fileNames = srcFile.list();
    for (String fileName : fileNames) {
        if(fileName.endsWith(".jpg")){
            System.out.println(fileName);
        }
    }
}

// 或使用 file.fileLists(Consumer函数式接口用于过滤)
public static void main(String[] args) throws IOException {

    File srcFile = new File("d:\\test");
    File[] fileNames = srcFile.listFiles((dir, name) -> name.endsWith(".jpg"));
    for (File file : fileNames) {
        System.out.println(file.getName());
    }
}

注意：程序中打开的文件 IO 资源不属于内存里的资源，JVM 的垃圾回收机制无法回收该资源，所以应该显式地 close 文件 IO 资源。

概述

I/O 是 Input/Output 的缩写，I/O 技术是非常实用的技术，用于处理设备之间的数据传输，如读/写文件，网络通讯等。

Java程序中，对于数据的 I/O 操作以 stream 的方式进行。

java.io 包下提供了各种 stream 类和接口，用以获取不同种类的数据，并通过标准的方法输入或输出数据。

输入 input：读取外部数据（磁盘、光盘等存储设备的数据）到程序（内存）中。

输出 output：将程序（内存）数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。

IO流的分类

IO 流体系

(抽象基类)	字节流	字符流
输入流	InputStream	Reader
输出流	OutputStream	Writer

Java的 IO 流共涉及 40 多个类，实际上非常规则，都是从以上4个抽象基类派生的。并且由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀，如 ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream 等。

分类	字节输入流	字节输出流	字符输入流	字符输出流
抽象基类	InputStream	OutputStream	Reader	Writer
访问文件	FileInputStream	FileOutputStream	FileReader	FileWriter
访问数组	ByteArrayInputStream	ByteArrayOutputStream	CharArrayReader	CharArrayWriter
访问管道	PipeInputStream	PipeOutputStream	PipeReader	PipeWriter
访问字符			StringReader	StringWriter
缓冲流	BufferedInputStream	BufferedOutputStream	BufferedReader	BufferedWriter
转换流			InputStreamReader	OutputStreamWriter
对象流	ObjectInputStream	ObjectOutputStream
	FilterInputStream	FilterOutputStream	FilterReader	FilterWriter
打印流		PrintStream		Writer
推回输入流	PushbackInputStream		PushbackReader
特殊流	DataInputStream	DataOutputStream

按操作数据单位不同分为：字节流(8 bit)，字符流(16 bit)
按数据流的流向不同分为：输入流，输出流
按流的角色的不同分为：节点流，处理流

特殊的流：节点流和处理流

节点流：直接从数据源或目的地读写数据

处理流：不直接连接到数据源或目的地，而是“连接” 到已存在的流（节点流或处理流）之上，通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。

流的基类

InputStream & Reader

InputStream 和 Reader 是所有输入流的基类。

InputStream 方法：

int read()
int read(byte[] b)：从一个输入流中读取一定数量的字节，并将这些字节存储到其缓冲作用的数组b中。这个函数会返回一次性读取的字节数
int read(byte[] b, int off, int len)：

Reader 方法：

int read()
int read(char [] c)
int read(char [] c, int off, int len)

FileInputStream 从文件系统中的某个文件中获取输入字节，用于读取非文本数据之类的原始字节流。如果要读取文本文件的字符流，需要使用 FileReader。

InputStream

int read()：从输入流中读取数据的下一个字节。返回 0 到 255 范围内的 int 字节值。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值为 -1。
int read(byte[] b) ：从此输入流中将最多 b.length 个字节的数据读入一个 byte 数组中。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值 -1，否则以整数形式返回实际读取的字节数。
int read(byte[] b, int off,int len)：将输入流中最多 len 个数据字节读入 byte 数组。尝试读取 len 个字节，但读取的字节也可能小于该值。以整数形式返回实际读取的字节数。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。
public void close() throws IOException：关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

Reader

int read()：读取单个字符。作为整数读取的字符，范围在 0 到 65535 之间 (0x00-0xffff)（2个字节的 Unicode 码），如果已到达流的末尾，则返回 -1。
int read(char[] cbuf)：将字符读入数组。如果已到达流的末尾，则返回 -1。否则返回本次读取的字符数。
int read(char[] cbuf,int off,int len)：将字符读入数组的某一部分。存到数组cbuf中，从off处开始存储，最多读 len 个字符。如果已到达流的末尾，则返回 -1。否则返回本次读取的字符数。
public void close() throws IOException：关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

OutputStream & Writer

OutputStream 和 Writer 也非常相似：

void write(int b/int c)
void write(byte[] b/char[] cbuf)
void write(byte[] b/char[] buff, int off, int len)
void flush()：刷新，其实我感觉翻译为冲更好，即把流的剩余部分冲出来，就和冲马桶一样。
void close()：关闭此流，需要先刷新

因为字符流直接以字符作为操作单位，所以 Writer 可以用字符串来替换字符数组，即以 String 对象作为参数：

void write(String str)
void write(String str, int off, int len)

FileOutputStream 向文件系统中的某个文件中输出字节，可用于输出非文本数据之类的原始字节流。如果要写出字符流，则需要使用 FileWriter。

OutputStream

void write(int b) ：将指定的字节写入此输出流。 write 的常规协定是：向输出流写入一个字节，要写入的字节是 int 型参数 b 的八个低位，b 的高 24 位将被忽略，即只写入0~255。
void write(byte[] b) ：将 b.length 个字节从指定的 byte 数组写入此输出流。 write(b) 的常规协定是：应该与调用 write(b, 0, b.length) 的效果完全相同。
void write(byte[] b,int off,int len)：将 b.length 个字节从指定的 byte 数组写入此输出流。 write(b) 的常规协定是：应该与调用 write(b, 0, b.length) 的效果完全相同。
public void flush()throws IOException ：刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节，调用此方法指示应将剩余字节立即写入它们预期的目标。
public void close() throws IOException：关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

Writer

void write(int c)：写入单个字符。要写入的字符包含在给定整数值的低 16 位中，高16 位被忽略，即写入0 到 65535 之间的 Unicode 码。
void write(char[] cbuf)：写入字符数组。
void write(char[] cbuf,int off,int len)：写入字符数组的某一部分。从 off 开始，写入 len 个字符 `
void write(String str)：写入字符串。
void write(String str,int off,int len)：写入字符串的某一部分。
void flush()：刷新该流的缓冲，则立即将它们写入预期目标。
public void close() throws IOException：关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

节点流(或文件流)

节点流：直接从数据源或目的地读写数据。

读取文件使用：

FileInputStream
FileReader

写入文件使用：

FileOutputStream
FileWriter

这里为了演示方便，使用文本文件，即使用字符流。

读取文件

一般流程：

建立一个流对象，将已存在的一个文件加载进流。

// 文本文件
FileReader fr = new FileReader(new File(“Test.txt”));

创建一个临时存放字符数据的数组。

char[] ch = new char[1024];

调用流对象的读取方法将流中的数据读入到数组中。

fr.read(ch);

关闭资源。

fr.close();

实操：

FileReader fr = null;
try {
    // 创建一个文件输入流
    fr = new FileReader(new File("c:\\test.txt"));
    char[] buf = new char[1024];
    int len;
    // 如果流中还有数据
    while ((len = fr.read(buf)) != -1) {
        System.out.print(new String(buf, 0, len));
    }
} catch (IOException e) {
    System.out.println("read-Exception :" + e.getMessage());
} finally {
    if (fr != null) {
        try {
            fr.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("close-Exception :" + e.getMessage());
        }
    }
}

写入文件

一般流程：

1.创建流对象，建立数据存放文件

FileWriter fw = new FileWriter(new File("Test.txt"));

2.调用流对象的写入方法，将数据写入流

fw.write("atguigu-songhongkang");

3.关闭流资源，并将流中的数据清空到文件中。

fw.close();

实操：

FileWriter fw = null;
try {
    // 创建一个输出流
    fw = new FileWriter(new File("Test.txt"));
    // 写出字符到输出流
    fw.write("我爱Java");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (fw != null)
        try {
            fw.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
}

读写文件的注意点

在写入一个文件时，如果使用构造器 FileOutputStream(file)，则目录下有同名文件将被覆盖。但如果使用构造器 FileOutputStream(file,true)，则目录下的同名文件不会被覆盖，只是在在文件内容末尾追加内容。
在读取某个文件时，必须保证该文件已存在，否则报异常。
字节流操作字节文件，比如： .mp3， .avi， .rmvb， mp4， .jpg， .doc， .ppt
字符流操作字符，只能操作普通文本文件，最常见的文本文件： .txt， .java， .c， .cpp 等语言的源代码。注意 .doc、.excel、.ppt 这些不是文本文件

处理流

处理流：不直接连接到数据源或目的地，而是“连接” 到已存在的流（节点流或处理流）之上，通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。

缓冲流

概述

与节点流相似，根据所操作数据的单位也可以把缓冲流划分为：

BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
BufferedReader 和 BufferedWriter
其中 BufferedReader 有一个特有方法，readLine() 一次读到文件中的一行；BufferedWriter 有一个特有方法，newLine() 写入一个换行。

缓冲流出现的目的是为了提高数据的读写速度，缓冲流工作时，其内部会创建一个缓冲区数组，缺省大小为 8192。

缓冲流的使用&原理：

当从文件读取数据时，会一次性把 8192 大小的数据块读入到缓冲区，其后发生的的读操作则直接访问缓冲区，直到将缓冲区为空，然后再读取 8192，这样减少了磁盘 IO 交互的发生
当文件中写入数据时，不会直接写入到文件，而是先写到缓冲区，直到缓冲区写满，才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。
使用 flush() 可以强制将缓冲区的内容全部写入到输出流。
关闭流的顺序和打开流的顺序相反，只要关闭最外层流即可，关闭最外层流也会相应关闭内层节点流。
缓冲流的 close()，不但会关闭流，还会在关闭流之前 flush 缓冲区。注意：流关闭后不能再写出。
最后说明的是，缓冲流使用时要 “套接” 在相应的节点流之上，即【缓冲流 = 缓冲区 + 节点流】，缓冲流是节点流的包装。

实操，复制 source.txt 的内容到 dest.txt：

BufferedReader br = null;
BufferedWriter bw = null;
try {
    // 创建缓冲流对象：它是处理流，是对节点流的包装
    br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\IOTest\\source.txt"));
    bw = new BufferedWriter(new FileWriter("d:\\IOTest\\dest.txt"));
    String str;
    // 一次读取字符文本文件的一行字符
    while ((str = br.readLine()) != null) { 
        // 一次写入一行字符串
        bw.write(str);
        // 写入行分隔符
        bw.newLine(); 
    }
    // 刷新缓冲区
    bw.flush(); 
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    // 关闭IO流
    try {
        if (bw != null) {
            // 关闭过滤流时,会自动关闭它所包装的底层节点流
            bw.close(); 
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    try {
        if (br != null) {
            br.close();
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

练习

1、分别使用节点流 FileInputStream、 FileOutputStream 和缓冲流 BufferedInputStream、 BufferedOutputStream 实现文件的复制，并比较二者在数据复制方面的效率。

// 使用 try-catch-finally 块
public static void main(String[] args) throws IOException {

    String source = "E:\\FunctionTools\\Tencent\\QQRecord\\2538348160\\FileRecv\\MobileFile\\新石纪 第二季第一集.mp4";
    String fDest = "E:\\FunctionTools\\Tencent\\QQRecord\\2538348160\\FileRecv\\MobileFile\\f-新石纪2-1.mp4";
    String bDest = "E:\\FunctionTools\\Tencent\\QQRecord\\2538348160\\FileRecv\\MobileFile\\d-新石纪2-1.mp4";


    FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(source));
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(fDest));

    byte[] buf = new byte[1024];
    int len;
    long start = System.nanoTime();
    while ((len = fis.read(buf)) != -1) {
        fos.write(buf);
    }
    long end = System.nanoTime();
    System.out.println("节点流耗时："+ (end-start));

    fis.close();
    fos.close();

    BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File(source)));
    BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File(bDest)));
    start = System.nanoTime();
    while ((len = bis.read(buf)) != -1) {
        bos.write(buf);
    }
    // 刷新缓冲区
    bos.flush();
    end = System.nanoTime();
    System.out.println("缓冲流耗时："+ (end-start));

    bis.close();
    bos.close();
}

2、获取文本上每个字符出现的次数

public static void main(String[] args) throws IOException {

    FileReader fr = new FileReader(new File("C:\\Users\\25383\\Downloads\\1.txt"));
    HashMap<Integer, Integer> recordMap = new HashMap<>();
    int res;
    while(true){
        res = fr.read();
        if(res!=-1){
            if(recordMap.containsKey(res)){
                recordMap.put(res, recordMap.get(res)+1);
            }else{
                recordMap.put(res, 1);
            }
        }else {
            break;
        };
    }
    System.out.println(recordMap);
}

转换流

Java 的转换流提供了在字节流和字符流之间的转换。

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换：

InputStreamReader：InputStream $-->$ Reader
OutputStreamWriter：Writer $-->$ OutputStream

如果字节输入流中的数据都是字符时，即通过字节流读取文本文件时，此时将字节流转成为字符流的效率更高。

应用场景：

可以将字符按指定编码格式存储
可以对文本数据按指定编码格式来解读
指定编码表的动作由构造器完成

InputStreamReader

实现将字节输入流按指定字符集转换为字符输入流，使用时需要和 InputStream “套接”。

构造器：

public InputStreamReader(InputStream in)
public InputSreamReader(InputStream in, String charsetName)

OutputStreamWriter

实现将字符的输出流按指定字符集转换为字节的输出流，使用时需要和 OutputStream “套接”。

构造器：

public OutputStreamWriter(OutputStream out)
public OutputSreamWriter(OutputStream out, String charsetName)

测试

public void testMyInput() throws Exception {
    
    FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("dbcp5.txt");
    
    // 字节输入流 转换成 字符输入流
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "GBK");
    // 字符输出流 转换成 字节输出流
    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos, "GBK");
    
    BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
    BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
    String str = null;
    while ((str = br.readLine()) != null) {
        bw.write(str);
        bw.newLine();
        bw.flush();
    }
    bw.close();
    br.close();
}

补充：字符编码

编码：字符串字节数组。

编码表的由来：计算机只能识别二进制数据，早期是高低电平的电信号。为了方便应用计算机，让它可以识别各个国家的文字（字符），就将各个国家的文字用数字来表示，并一一对应，形成一张表，这就是编码表。

常见的编码表：

ASCII：美国标准信息交换码，用一个字节的7位可以表示
ISO8859-1：拉丁/欧洲码表，用一个字节的8位表示
GB2312：中文编码表，最多两个字节编码所有字符
GBK：中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号，最多使用两个字节编码
Unicode：国际标准码，融合了目前人类使用的所有字符，为每个字符分配唯一的字符码，所有的文字都可以用两个字节来表示
UTF-8：变长的编码方式，可用1-4个字节来表示一个字符

在 Unicode 出现之前，所有的字符集都是和具体编码方案绑定在一起的（即字符集≈编码方式），直接将字符和最终字节流绑定死了。

GBK等双字节编码方式，用最高位是1或0表示两个字节和一个字节。

Unicode 不完美，这里就有三个问题：

一个是，我们已经知道，英文字母只用一个字节表示就够了
第二个问题是如何才能区别 Unicode 和 ASCII ？计算机怎么知道两个字节表示一个符号，而不是分别表示两个符号呢？
第三个，如果和 GBK 等双字节编码方式一样，用最高位是 1 或 0 表示两个字节和一个字节，就少了很多值无法用于表示字符，不够表示所有字符

这些问题导致 Unicode 在很长一段时间内无法推广，直到互联网的出现。

面向传输的众多 UTF（UCS Transfer Format）标准出现了，顾名思义，UTF-8 就是每次 8 个位传输数据，而 UTF-16 就是每次 16 个位。这是为传输而设计的编码，并使编码无国界，这样就可以显示全世界上所有文化的字符了。

Unicode只是定义了一个庞大的、全球通用的字符集，并为每个字符规定了唯一确定的编号，具体存储成什么样的字节流，取决于字符编码方案。推荐的 Unicode 编码是 UTF-8 和 UTF-16。

Unicode符号范围 | UTF-8编码方式
(十六进制) | （二进制）
—————————————————————–
0000 0000-0000 007F | 0xxxxxxx（兼容原来的ASCII）
0000 0080-0000 07FF | 110xxxxx 10xxxxxx
0000 0800-0000 FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0001 0000-0010 FFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

标准流（了解）

System.in 和 System.out 分别代表了系统标准的输入和输出设备：

System.in 的类型是 InputStream
System.out 的类型是 PrintStream，它是 OutputStream、FilterOutputStream 的子类

系统的默认输入设备是键盘，输出设备是显示器，但是可以通过重定向改变默认的输入/输出设备（设备就是流）：

public static void setIn(InputStream in)
public static void setOut(PrintStream out)

示例：从键盘输入字符串，要求将读取到的整行字符串转成大写输出。然后继续进行输入操作，直至当输入“e”或者“exit”时，退出程序。

System.out.println("请输入信息(退出输入e或exit):");
// 把"标准"输入流(键盘输入)这个字节流包装成字符流，再包装成字符缓冲流
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String s = null;
try {
    // 读取用户输入的一行数据 --> 阻塞程序
    while ((s = br.readLine()) != null) {
        if ("e".equalsIgnoreCase(s) || "exit".equalsIgnoreCase(s)) {
            System.out.println("安全退出!!");
            break;
        }
        // 将读取到的整行字符串转成大写输出
        System.out.println("-->:" + s.toUpperCase());
        System.out.println("继续输入信息");
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    try {
        if (br != null) {
            br.close(); // 关闭过滤流时,会自动关闭它包装的底层节点流
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

打印流（了解）

实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出

打印流：PrintStream 和 PrintWriter，前者打印字节，后者打印字符

提供了一系列重载的 print() 和 println() 方法，用于多种数据类型的输出
PrintStream 和 PrintWriter 的输出不会抛出 IOException 异常
PrintStream 和 PrintWriter 有自动 flush 功能
PrintStream 打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节，在需要写入字符而不是写入字节的情况下，应该使用 PrintWriter 类。
System.out 返回的是 PrintStream 的实例

PrintStream ps = null;
try {
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("D:\\IO\\text.txt"));
    // 创建打印输出流,设置为自动刷新模式(写入换行符或字节 '\n' 时都会刷新输出缓冲区)
    ps = new PrintStream(fos, true);
    // 把标准输出流(控制台输出)改成文件
    if (ps != null) {
        System.setOut(ps);
    }
    // 输出ASCII字符
    for (int i = 0; i <= 255; i++) { 
        System.out.print((char) i);
        // 每50个数据一行
        if (i % 50 == 0) { 
             // 换行
            System.out.println();
        }
    }
} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (ps != null) {
        ps.close();
    }
}

数据流（了解）

为了方便地操作 Java 语言的基本数据类型和 String 的数据，可以使用数据流。

数据流有两个类：

DataInputStream
- boolean readBoolean()
- char readChar()
- double readDouble()
- long readLong()
- String readUTF()
- byte readByte()
- float readFloat()
- short readShort()
- int readInt()
- void readFully(byte[] b)
DataOutputStream
- 将上述的方法的read改为相应的write即可

使用时分别“套接”在 InputStream 和 OutputStream 子类的流上。

DataOutputStream dos = null;
try { // 创建连接到指定文件的数据输出流对象
    dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("destData.dat"));
    dos.writeUTF("我爱北京天安门"); // 写UTF字符串
    dos.writeBoolean(false); // 写入布尔值
    dos.writeLong(1234567890L); // 写入长整数
    System.out.println("写文件成功!");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally { // 关闭流对象
    try {
        if (dos != null) {
            // 关闭过滤流时,会自动关闭它包装的底层节点流
            dos.close();
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

DataInputStream dis = null;
try {
    dis = new DataInputStream(new FileInputStream("destData.dat"));
    String info = dis.readUTF();
    boolean flag = dis.readBoolean();
    long time = dis.readLong();
    System.out.println(info);
    System.out.println(flag);
    System.out.println(time);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (dis != null) {
        try {
            dis.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

对象流

概述

用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流，对象流的强大之处就是可以把 Java 中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。

对象流：

ObjectInputStream
OjbectOutputSteam

序列化和反序列化就是使用对象流来实现的：

序列化：用 ObjectOutputStream 保存基本类型数据或对象的机制
反序列化：用 ObjectInputStream 读取基本类型数据或对象的机制

序列化

应用场景：将对象写入到磁盘或者进行网络传输。

对象序列化机制允许把内存中的 Java 对象转换成平台无关的二进制流，从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上，或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。

当其它程序获取了这种二进制流，就可以通过反序列化恢复成原来的 Java 对象。

序列化的好处在于可将任何实现了 Serializable 接口的对象转化为字节数据，使其在保存和传输时可被还原。

序列化是 RMI（Remote Method Invoke – 远程方法调用）过程的参数和返回值都必须实现的机制，而 RMI 是 JavaEE 的基础。因此序列化机制是 JavaEE 平台的基础。

如果需要让某个对象支持序列化机制，则必须让对象所属的类及其属性是可序列化的，为了让某个类是可序列化的，该类必须实现如下两个接口之一。否则，会抛出NotSerializableException异常

Serializable
Externalizable

凡是实现 Serializable 接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量 private static final long serialVersionUID，serialVersionUID 用来表明类的不同版本间的兼容性。简言之，其目的是以序列化对象进行版本控制，有关各版本反序列化时是否兼容。如果类没有显示定义这个静态常量，它的值是 Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的实例变量做了修改，serialVersionUID 可能发生变化，所以推荐显式地声明 serialVersionUID。

简单来说， Java的序列化机制是通过在运行时判断类的 serialVersionUID 来验证版本一致性的。在进行反序列化时，JVM会把传来的字节流中的 serialVersionUID 与本地相应实体类的 serialVersionUID 进行比较，如果相同就认为是一致的，可以进行反序列化，否则就会出现序列化版本不一致的异常 (InvalidCastException) 。

序列化流程：

创建一个 ObjectOutputStream 对象
调用 ObjectOutputStream 对象的 writeObject(目标对象) 方法输出可序列化对象
注意写出一次，操作 flush() 一次

补充：

某个类的对象可序列化的前提是，其属性也必须是可序列化的，即引用类型的属性也必须是可序列化的。

ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(“data.txt"));
Person p = new Person("韩梅梅", 18, "中华大街", new Pet());
oos.writeObject(p);
oos.flush();
oos.close();

反序列化

将二进制流转换成一个对象。

应用场景：将磁盘中的对象数据源读出或从网络接收对象

反序列化流程：

创建一个 ObjectInputStream 对象
调用 readObject() 方法读取流中的对象

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(“data.txt"));
Person p = new Person("韩梅梅", 18, "中华大街", new Pet());
oos.writeObject(p);
oos.flush();
oos.close();

Serializable接口

实现了 Serializable 接口的对象，可将它们转换成一系列字节，并可在以后完全恢复回原来的样子。这一过程亦可通过网络进行，这意味着序列化机制能自动补偿操作系统间的差异。换句话说，可以先在 Windows 机器上创建一个对象，对其序列化，然后通过网络发给一台 Unix 机器，然后在那里准确无误地反序列化，而不必关心数据在不同机器上如何表示，也不必关心字节的顺序或者其他任何细节。

由于大部分作为参数的类如 String、 Integer 等都实现了java.io.Serializable的接口，也可以利用多态的性质，作为参数使接口更灵活。

随机存取文件流

概述

RandomAccessFile 类声明在 java.io 包下，但直接继承于 java.lang.Object 类，并且它实现了 DataInput、 DataOutput 这两个接口，也就意味着这个类既可以读也可以写。

RandomAccessFile 类支持 “随机访问” 的方式，程序可以直接跳到文件的任意地方来读、写文件，即：

支持只访问文件的部分内容
可以向已存在的文件后追加内容

RandomAccessFile 对象包含一个记录指针，用以标示当前读写处的位置，并且可以自由移动记录指针，相关方法：

long getFilePointer()：获取文件记录指针的当前位置
void seek(long pos)：将文件记录指针定位到 pos 位置

使用

构造器：

public RandomAccessFile(File file, String mode)
public RandomAccessFile(String name, String mode)

创建 RandomAccessFile 类实例需要指定一个 mode 参数，该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式：

r：以只读方式打开
rw：打开以便读取和写入
rwd：打开以便读取和写入；同步文件内容的更新
rws：打开以便读取和写入；同步文件内容和元数据的更新

如果模式为只读 r，则不会创建文件，而是会去读取一个已经存在的文件；如果读取的文件不存在则会出现异常。

如果模式为 rw 读写，则文件不存在则会去创建文件，存在则不会创建。

读取文件

RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("test.txt",  "rw");
raf.seek(5);
byte [] b = new byte[1024];

int off = 0;
int len = 5;
raf.read(b, off, len);

String str = new String(b, 0, len);
System.out.println(str);

raf.close();

写入文件

RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("test.txt", "rw");
raf.seek(5);

//先读出来
String temp = raf.readLine();

raf.seek(5);
raf.write("xyz".getBytes());
raf.write(temp.getBytes());

raf.close();

RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt", "rw");
raf1.seek(5);
//方式一：
//StringBuilder info = new StringBuilder((int) file.length());
//byte[] buffer = new byte[10];
//int len;
//while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
////info += new String(buffer,0,len);
//info.append(new String(buffer,0,len));
//}
//方式二：
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buffer = new byte[10];
int len;
while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
    baos.write(buffer, 0, len);
}
raf1.seek(5);
raf1.write("xyz".getBytes());
raf1.write(baos.toString().getBytes());
baos.close();
raf1.close();

流是用来处理数据的，处理数据时一定要先明确数据源与数据目的地，数据源可以是文件，可以是键盘，数据目的地可以是文件、显示器或者其他设备。而流只是在帮助数据进行传输，并对传输的数据进行处理，比如过滤处理、转换处理等。

NIO.2

概述

Java NIO (New IO， Non-Blocking IO)是从 Java 1.4 版本开始引入的一套新的 IO API，可以替代标准的 Java IO API。 NIO 与原来的 IO 有同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO 支持面向缓冲区的(IO是面向流的)、基于通道的 IO 操作。NIO 将以更加高效的方式进行文件的读写操作。

Java API 中提供了两套 NIO，一套是针对标准输入输出 NIO，另一套就是网络编程 NIO。

|-----java.nio.channels.Channel
	|-----FileChannel：处理本地文件
	|-----SocketChannel：TCP网络编程的客户端的Channel
	|-----ServerSocketChannel：TCP网络编程的服务器端的Channel
	|-----DatagramChannel：UDP网络编程中发送端和接收端的Channel

随着 JDK 7 的发布， Java对NIO进行了极大的扩展，增强了对文件处理和文件系统特性的支持，以至于我们称他们为 NIO.2。因为 NIO 提供的一些功能， NIO已经成为文件处理中越来越重要的部分。

Path、Paths 和 Files

早期的 Java 只提供了一个 File 类来访问文件系统，但 File 类的功能比较有限，所提供的方法性能也不高。而且，大多数方法在出错时仅返回失败，并不会提供异常信息。

NIO.2 为了弥补这种不足，引入了 Path 接口，代表一个平台无关的平台路径，描述了目录结构中文件的位置。Path可以看成是 File 类的升级版本，实际引用的资源也可以不存在。

老版本的 IO 操作中，文件的声明定义：

import java.io.File;

File file = new File("index.html");

NIO 可以这样写：

import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

Path path = Paths.get("index.html");

同时， NIO.2 在 java.nio.file 包下还提供了 Files、 Paths 工具类：

Files 包含了大量静态的工具方法来操作文件
Paths 则包含了两个返回 Path的静态工厂方法

Path接口

String toString()：返回调用 Path 对象的字符串表示形式
boolean startsWith(String path)：判断是否以 path 路径开始
boolean endsWith(String path)：判断是否以 path 路径结束
boolean isAbsolute()：判断是否是绝对路径
Path getParent()：返回Path对象包含整个路径，不包含 Path 对象指定的文件路径
Path getRoot()：返回调用 Path 对象的根路径
Path getFileName()：返回与调用 Path 对象关联的文件名
int getNameCount()：返回Path 根目录后面元素的数量
Path getName(int idx)：返回指定索引位置 idx 的路径名称
Path toAbsolutePath()：作为绝对路径返回调用 Path 对象
Path resolve(Path p)：合并两个路径，返回合并后的路径对应的Path对象
File toFile()：将Path转化为File类的对象

Paths类

satic Path get(String first, String … more)：用于将多个字符串串连成路径
static Path get(URI uri)：返回指定 uri 对应的 Path 路径

Files类

基于 Path ，用于操作文件或目录的工具类

常用方法：

Path copy(Path src, Path dest, CopyOption … how)：文件的复制
Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> … attr)：创建一个目录
Path createFile(Path path, FileAttribute<?> … arr)：创建一个文件
void delete(Path path)：删除一个文件/目录，如果不存在，执行报错
void deleteIfExists(Path path)：Path对应的文件/目录如果存在，执行删除
Path move(Path src, Path dest, CopyOption…how)：将 src 移动到 dest 位置
long size(Path path)：返回 path 指定文件的大小

判断操作：

boolean exists(Path path, LinkOption … opts)：判断文件是否存在
boolean isDirectory(Path path, LinkOption … opts)：判断是否是目录
boolean isRegularFile(Path path, LinkOption … opts)：判断是否是文件
boolean isHidden(Path path)：判断是否是隐藏文件
boolean isReadable(Path path)：判断文件是否可读
boolean isWritable(Path path)：判断文件是否可写
boolean notExists(Path path, LinkOption … opts)：判断文件是否不存在

操作内容：

boolean exists(Path path, LinkOption … opts)：判断文件是否存在
boolean isDirectory(Path path, LinkOption … opts)：判断是否是目录
boolean isRegularFile(Path path, LinkOption … opts)：判断是否是文件
boolean isHidden(Path path)：判断是否是隐藏文件
boolean isReadable(Path path)：判断文件是否可读
boolean isWritable(Path path)：判断文件是否可写
boolean notExists(Path path, LinkOption … opts)：判断文件是否不存在

posted @ 2021-03-12 22:31 卡文迪雨阅读(88) 评论(0) 编辑收藏举报

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Java-IO流

IO流

啥是 IO？

File 类

IO概述

常用构造器

路径分隔符

常用方法

获取操作

重命名

判断操作

创建功能

删除功能

实操

概述

IO流的分类

IO 流体系

特殊的流：节点流和处理流

流的基类

InputStream & Reader

InputStream

Reader

OutputStream & Writer

OutputStream

Writer

节点流(或文件流)

读取文件

写入文件

读写文件的注意点

处理流

缓冲流

概述

练习

转换流

InputStreamReader

OutputStreamWriter

测试

补充：字符编码

标准流（了解）

打印流（了解）

数据流（了解）

对象流

概述

序列化

反序列化

Serializable接口

随机存取文件流

概述

使用

读取文件

写入文件

NIO.2

概述

Path、Paths 和 Files

Path接口

Paths类

Files类

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