Java中的IO流

Java
Java
发布日期:   2021-01-14
更新日期:   2022-07-31
文章字数:   9.1k
阅读时长:   38 分
阅读次数:  

  

引言：

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，对于数据的输入/输出操作以“流(stream)” 的方式进行。java.io包下提供了各种“流”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。

  1. 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。
  2. 输出output：将程序（内存）数据输出到外部存储设备中。

一、流的分类

  1. 按操作数据单位不同分为：字节流（8 bit），字符流（16 bit）
  2. 按数据流的流向不同分为：输入流，输出流
  3. 按流的角色不同分为：节点流，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”在已经存在的流（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。
抽象基类 字节流 字符流
输入流 InputStream Reader
输出流 OutputStream Writer

I/O流的体系

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 OuputStream Reader Writer
访问文件 FileInputStream FileOutputStream FileReader FileWriter
访问数组 ByteArrayInputStream ByteArrayOutputStream CharArrayReader CharArrayWriter
访问管道 PipedInputStream PipedOutputStream pipedReader pipedWriter
访问字符串 StringReader StringWriter
缓冲流 BufferedInputStream BufferedOutputStream BufferedReader BufferedWriter
转换流 InputStreamReader OuputStreamWriter
对象流 ObjectInputStream ObjectOutputStream
FilterInputStream FilterOutputStream FilterReader FilterWriter
打印流 PrintStream PrintWriter
推回输入流 PushbackInputStream PushbackReader
数据流 DataInputStream DataOutputStream

二、InputStream & Reader

  1. InputStream 和 Reader 是所有输入流的基类。

  2. 程序中打开的文件IO资源不属于内存里的资源，垃圾回收机制无法回收该资源，所以应该显示关闭文件IO资源

  3. FileInputStream从文件系统中的某个文件中获得输入字节。FileInputStream用于读取非文本数据之类的原始字节流。若想要读取字符流，需要使用FileReader。

  4. InputStream（典型实现：FileInputStream）

    • 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 -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，从off处开始存储。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。如果因为流位于文件末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。
    • public void close() throws IOException：关闭此输入字节流并释放与之关联的所有系统资源。

  5. Reader (典型实现：FileReader)

    • 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：关闭此输入字符流并释放与该流关联的所有系统资源。

三、OutputStream & Writer

  1. OutputStream 和 Writer 也非常相似：

    • void write(int b / int c)
    • void write(byte[] b / char[] cbuf)
    • void writer(byte[] b / char[] cbuf, int off, int len)
    • void flush() 刷新
    • void close() 关闭，需要先刷新，再关闭

  2. 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);

  3. FileOutputStream 从文件系统中的某个文件中获得输出字节。FileOutputStream用于写出非文本数据之类的原始字节流。要写出字符流，需要使用 FileWriter

  4. OutputStream（典型实现类：FileOutputStream）

    • 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。要写入的字节是参数 b 的八个低位。b 的 24 个高位将被忽略。即写入0~255范围的。
    • 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)：将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。
    • 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，调用此方法表示应将这些字节立即写入它们预期的目标。
    • public void close() throws IOException：关闭此输出字节流并释放与该流关联的所有系统资源。

  5. Writer（典型实现类：FileWriter）

    • 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 16 个低位中，16 高位被忽略。 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。
    • public 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：关闭此输出字符流并释放与该流关联的所有系统资源

四、节点流（或文件流）

读取文件

  1. 建立一个输入流对象，将已存在的一个文件加载进流。

    FileReader fr = new FileReader(new File(“test.txt”));

  2. 创建一个临时存放数据的数组。

    char[] ch = new char[1024];

  3. 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);

  4. 关闭资源。

    fr.close();

写入文件

  1. 创建输出流对象，建立数据存放文件。

    FileWriter fw = new FileWriter(new File(“text.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();

注意事项

  1. 定义文件路径时，注意：可以用“/”或者“\\”。
  2. 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。
  3. 如果使用构造器FileOutputStream(file,true)，则目录下的同名文件不会被覆盖，在文件内容末尾追加内容。
  4. 在读取文件时，必须保证该文件已存在，否则报异常。
  5. 字节流操作字节，比如：**.mp3，.avi，.rmvb，.mp4，.jpg，.doc，.ppt**
  6. 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。尤其注意**.doc，.excel，.ppt**这些不是文本文件。
public class FileReaderWriterTest {
    /*
    说明点：
    1. read()的理解：返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
    2. 异常的处理：为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally处理
    3. 读入的文件一定要存在，否则就会报FileNotFoundException。
     */
    @Test
    public void testFileReader(){
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.实例化File类的对象，指明要操作的文件
            File file = new File("hello.txt");//相较于当前Module
            //2.提供具体的流
            fr = new FileReader(file);

            //3.数据的读入
            //read():返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
            //方式一：
//        int data = fr.read();
//        while(data != -1){
//            System.out.print((char)data);
//            data = fr.read();
//        }

            //方式二：语法上针对于方式一的修改
            int data;
            while((data = fr.read()) != -1){
                System.out.print((char)data);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.流的关闭操作
//            try {
//                if(fr != null)
//                    fr.close();
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
            //或
            if(fr != null){
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

    //对read()操作升级：使用read的重载方法
    @Test
    public void testFileReader1()  {
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.File类的实例化
            File file = new File("hello.txt");

            //2.FileReader流的实例化
            fr = new FileReader(file);

            //3.读入的操作
            //read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。如果达到文件末尾，返回-1
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //方式一：
                //错误的写法
//                for(int i = 0;i < cbuf.length;i++){
//                    System.out.print(cbuf[i]);
//                }
                //正确的写法
//                for(int i = 0;i < len;i++){
//                    System.out.print(cbuf[i]);
//                }
                //方式二：
                //错误的写法,对应着方式一的错误的写法
//                String str = new String(cbuf);
//                System.out.print(str);
                //正确的写法
                String str = new String(cbuf,0,len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fr != null){
                //4.资源的关闭
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }
    /*
    从内存中写出数据到硬盘的文件里。

    说明：
    1. 输出操作，对应的File可以不存在的。并不会报异常
    2.
         File对应的硬盘中的文件如果不存在，在输出的过程中，会自动创建此文件。
         File对应的硬盘中的文件如果存在：
                如果流使用的构造器是：FileWriter(file,false) / FileWriter(file):对原有文件的覆盖
                如果流使用的构造器是：FileWriter(file,true):不会对原有文件覆盖，而是在原有文件基础上追加内容
     */
    @Test
    public void testFileWriter() {
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1.提供File类的对象，指明写出到的文件
            File file = new File("hello1.txt");

            //2.提供FileWriter的对象，用于数据的写出
            fw = new FileWriter(file,false);

            //3.写出的操作
            fw.write("I have a dream!\n");
            fw.write("you need to have a dream!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.流资源的关闭
            if(fw != null){

                try {
                    fw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    @Test
    public void testFileReaderFileWriter() {
        FileReader fr = null;
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1.创建File类的对象，指明读入和写出的文件
            File srcFile = new File("hello.txt");
            File destFile = new File("hello2.txt");

            //不能使用字符流来处理图片等字节数据
//            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
//            File destFile = new File("爱情与友情1.jpg");


            //2.创建输入流和输出流的对象
            fr = new FileReader(srcFile);
            fw = new FileWriter(destFile);


            //3.数据的读入和写出操作
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;//记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //每次写出len个字符
                fw.write(cbuf,0,len);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭流资源
            //方式一：
//            try {
//                if(fw != null)
//                    fw.close();
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }finally{
//                try {
//                    if(fr != null)
//                        fr.close();
//                } catch (IOException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//            }
            //方式二：
            try {
                if(fw != null)
                    fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            try {
                if(fr != null)
                    fr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
public class FileInputOutputStreamTest {
    //使用字节流FileInputStream处理文本文件，可能出现乱码。
    @Test
    public void testFileInputStream() {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            //1. 造文件
            File file = new File("hello.txt");

            //2.造流
            fis = new FileInputStream(file);

            //3.读数据
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;//记录每次读取的字节的个数
            while((len = fis.read(buffer)) != -1){

                String str = new String(buffer,0,len);
                System.out.print(str);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fis != null){
                //4.关闭资源
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    实现对图片的复制操作
     */
    @Test
    public void testFileInputOutputStream()  {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            //
            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
            File destFile = new File("爱情与友情2.jpg");

            //
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(destFile);

            //复制的过程
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;
            while((len = fis.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fos != null){
                //
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    //指定路径下文件的复制
    public void copyFile(String srcPath, String destPath){
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            //
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);

            //
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(destFile);

            //复制的过程
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = fis.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fos != null){
                //
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    @Test
    public void testCopyFile(){

        long start = System.currentTimeMillis();

        String srcPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\01-视频.avi";
        String destPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\02-视频.avi";


//        String srcPath = "hello.txt";
//        String destPath = "hello3.txt";

        copyFile(srcPath,destPath);

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("复制操作花费的时间为：" + (end - start));//618
    }
}

图片加密

public class PicTest {
    //图片的加密
    @Test
    public void test1() {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("爱情与友情.jpg");
            fos = new FileOutputStream("爱情与友情secret.jpg");

            byte[] buffer = new byte[20];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                //字节数组进行修改
                //错误的
                /*for(byte b : buffer){
                    b = (byte) (b ^ 5);
                }*/
                //正确的
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    buffer[i] = (byte) (buffer[i] ^ 5);
                }
                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    //图片的解密
    @Test
    public void test2() {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("爱情与友情secret.jpg");
            fos = new FileOutputStream("爱情与友情4.jpg");

            byte[] buffer = new byte[20];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    buffer[i] = (byte) (buffer[i] ^ 5);
                }
                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

五、处理流之一：缓冲流

  为了提高数据读写的速度，Java API 提供了带缓冲功能的流类，在使用这些流类时，会创建一个内部缓冲区数组，缺省使用**8192个字节(8Kb)**的缓冲区。

  1. 缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，根据数据操作单位可以把缓冲流分为：
    • BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
    • BufferedReader 和 BufferedWriter
  2. 当读取数据时，数据按块读入缓冲区，其后的读操作则直接访问缓冲区。
  3. BufferedReader 会多出一个readLine()方法，每次读取文件中的一行字符数据，但是不包括换行符，若读到末尾则返回null。
  4. BufferedWriter 会有一个newLine()方法，写入换行符。
  5. 当使用BufferedInputStream读取字节文件时，BufferedInputStream会一次性从文件中读取8192个(8Kb)，存在缓冲区中，直到缓冲区装满了，才重新从文件中读取下一个8192个字节数组。
  6. 向流中写入字节时，不会直接写到文件，先写到缓冲区中直到缓冲区写满，BufferedOutputStream才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用方法flush()可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流。
  7. 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
  8. flush()方法的使用：手动将buffer中内容写入文件
  9. 如果是带缓冲区的流对象的close()方法，不但会关闭流，还会在关闭流之前刷新缓冲区，关闭后不能再写出
public class BufferedTest {
    /*
    实现非文本文件的复制
     */
    @Test
    public void BufferedStreamTest() throws FileNotFoundException {
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;

        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
            File destFile = new File("爱情与友情3.jpg");
            //2.造流
            //2.1 造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            //2.2 造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            //3.复制的细节：读取、写入
            byte[] buffer = new byte[10];
            int len;
            while((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer,0,len);
//                bos.flush();//刷新缓冲区
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源关闭
            //要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            if(bos != null){
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(bis != null){
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭，我们可以省略.
//        fos.close();
//        fis.close();
        }
    }

    //实现文件复制的方法
    public void copyFileWithBuffered(String srcPath, String destPath){
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;

        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);
            //2.造流
            //2.1 造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            //2.2 造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            //3.复制的细节：读取、写入
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源关闭
            //要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            if(bos != null){
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(bis != null){
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭，我们可以省略.
//        fos.close();
//        fis.close();
        }
    }

    @Test
    public void testCopyFileWithBuffered(){
        long start = System.currentTimeMillis();

        String srcPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\01-视频.avi";
        String destPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\03-视频.avi";

        copyFileWithBuffered(srcPath,destPath);

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("复制操作花费的时间为：" + (end - start));//618 vs 176
    }


    /*
    使用BufferedReader和BufferedWriter实现文本文件的复制
     */
    @Test
    public void testBufferedReaderBufferedWriter(){
        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            //创建文件和相应的流
            br = new BufferedReader(new FileReader(new File("dbcp.txt")));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("dbcp1.txt")));

            //读写操作
            //方式一：使用char[]数组
//            char[] cbuf = new char[1024];
//            int len;
//            while((len = br.read(cbuf)) != -1){
//                bw.write(cbuf,0,len);
//    //            bw.flush();
//            }

            //方式二：使用String
            String data;
            while((data = br.readLine()) != null){
                //方法一：
//                bw.write(data + "\n");//data中不包含换行符
                //方法二：
                bw.write(data);//data中不包含换行符
                bw.newLine();//提供换行的操作
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if(bw != null){
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(br != null){
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

六、处理流之二：转换流（属于字符流）

  转换流实现了在字节流和字符流之间的转换。Java API 提供了两个转换流：

  • InputStreamReader：将InputStream转换成Reader，即，将字节输入流转换成字符输入流
  • OuputStreamWriter：将Writer转换成OutputStream，即，将字符输出流转换成字节输出流
    转换流的使用

  1. 当字节流中的数据都是字符时，转成字符流操作更高效

  2. 很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题。实现编码和解码的功能。

    • 解码：字节、字节数组 —> 字符数组、字符串
    • 编码：字符数组、字符串 —> 字节、字节数组

  3. 字符集

    • ASCII：美国标准信息交换码。（用一个字节的7位可以表示）
    • ISO8859-1：拉丁码表。欧洲码表。（用一个字节的8为表示）
    • GB2312：中国的中文编码表。（最多两个字节编码所有字符）
    • GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。（最多两个字节编码）
    • 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。

  4. InputStreamReader
      实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。需要和InputStream“套接”。

    构造器

    • public InputStreamReader(InputStream in)
    • public InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)
    • 如：Reader isr = new InputStreamReader(System.in, “gbk”); 将标准输入流（字节流）转换成了指定字符集的字符输入流。

  5. 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。

    构造器

    • public OutputStreamWriter(OutputStream out)
    • public OutputSreamWriter(OutputStream out, String charsetName)
public class InputStreamReaderTest {
    /*
    此时处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally
    InputStreamReader的使用，实现字节输入流到字符输入流的转换
     */
    @Test
    public void test1() throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
        //InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);//使用系统默认的字符集
        //参数2指明了字符集，具体使用哪个字符集，取决于文件dbcp.txt保存时使用的字符集
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");

        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            String str = new String(cbuf,0,len);
            System.out.print(str);
        }
        isr.close();
    }

    /*
    此时处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally
    综合使用InputStreamReader和OutputStreamWriter
     */
    @Test
    public void test2() throws Exception {
        //1.造文件、造流
        File file1 = new File("dbcp.txt");
        File file2 = new File("dbcp_gbk.txt");

        FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);

        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"utf-8");
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"gbk");

        //2.读写过程
        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            osw.write(cbuf,0,len);
        }

        //3.关闭资源
        isr.close();
        osw.close();
    }
}

七、处理流之三：标准输入、输出流

  1. System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备
  2. 默认输入设备是：键盘，输出设备是：显示器
  3. System.in的类型是InputStream
  4. System.out的类型是PrintStream，其是OutputStream的子类FilterOutputStream 的子类
  5. 重定向：可以通过System类的setIn，setOut方法对默认设备进行改变。
    • public static void setIn(InputStream in)
    • public static void setOut(PrintStream out)

八、处理流之四：打印流

  1. 实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出
  2. 打印流：PrintStream和PrintWriter
    • 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

九、处理流之五：数据流

  1. 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。
  2. 数据流有两个类：（用于读取和写出基本数据类型、String类的数据）
    • DataInputStream 和 DataOuputStream
    • 分别“套接”在InputStream和OutputStream子类的流上
  3. DataInputStream 中的方法
    • boolean readBooelean()
    • char readChar()
    • byte readByte()
    • short readShort()
    • int readInt()
    • long readLong()
    • float readFloat()
    • double readDouble()
    • void readFully(byte[] b)
    • String readUTF()
  4. DataOutputStream 中的方法

    将上述的方法的read改为相应的write即可

public class OtherStreamTest {
    /*
    1.标准的输入、输出流
        System.in:标准的输入流，默认从键盘输入
        System.out:标准的输出流，默认从控制台输出
        System类的setIn(InputStream is) / setOut(PrintStream ps)方式重新指定输入和输出的流。
    练习：
        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。
    方法一：使用Scanner实现，调用next()返回一个字符串
    方法二：使用System.in实现。System.in  --->  转换流 ---> BufferedReader的readLine()
     */
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader br = null;
        try {
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
            br = new BufferedReader(isr);

            while (true) {
                System.out.println("请输入字符串：");
                String data = br.readLine();
                if ("e".equalsIgnoreCase(data) || "exit".equalsIgnoreCase(data)) {
                    System.out.println("程序结束");
                    break;
                }
                String upperCase = data.toUpperCase();
                System.out.println(upperCase);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    2. 打印流：PrintStream 和 PrintWriter
       提供了一系列重载的print() 和 println()
     */
    @Test
    public void test2() {
        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);
            if (ps != null) {// 把标准输出流(控制台输出)改成文件
                System.setOut(ps);
            }
            for (int i = 0; i <= 255; i++) { // 输出ASCII字符
                System.out.print((char) i);
                if (i % 50 == 0) { // 每50个数据一行
                    System.out.println(); // 换行
                }
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ps != null) {
                ps.close();
            }
        }
    }

    /*
    3. 数据流
        DataInputStream 和 DataOutputStream
        作用：用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串
    练习：将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。
    注意：处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally.
     */
    @Test
    public void test3() throws IOException {
        //1.
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"));
        //2.
        dos.writeUTF("哈哈哈");
        dos.flush();//刷新操作，将内存中的数据写入文件
        dos.writeInt(23);
        dos.flush();
        dos.writeBoolean(true);
        dos.flush();
        //3.
        dos.close();
    }

    /*
    将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中，保存在变量中。
    注意点：读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时，保存的数据的顺序一致！
     */
    @Test
    public void test4() throws IOException {
        //1.
        DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"));
        //2.
        String name = dis.readUTF();
        int age = dis.readInt();
        boolean isMale = dis.readBoolean();

        System.out.println("name = " + name);
        System.out.println("age = " + age);
        System.out.println("isMale = " + isMale);
        //3.
        dis.close();
    }
}

十、处理流之六：对象流

  1. 用于存储和读取 基本数据类型数据或对象的处理流。它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。
  2. 对象流有两个类：ObjectInputStream 和 OjbectOutputSteam
  3. 序列化：用ObjectOutputStream类保存基本类型数据或对象的机制
  4. 反序列化：用ObjectInputStream类读取基本类型数据或对象的机制
  5. 注：ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量

对象的序列化

  • 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。而当其它程序获取了这种二进制流，就可以恢复成原来的Java对象。
  • 序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口（标识接口）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（默认基本数据类型是可序列化的），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 ① Serializable ② 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。故建议，显式声明。
  • 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)

使用对象流序列化对象

  • 若某个类实现了 Serializable 接口，该类的对象就是可序列化的：
    • 创建一个 ObjectOutputStream
    • 调用 ObjectOutputStream 对象的 writeObject(对象) 方法输出可序列化对象
    • 注意写出一次，操作flush()一次
  • 反序列化
    • 创建一个 ObjectInputStream
    • 调用 readObject() 方法读取流中的对象
  • 强调：如果某个类的属性不是基本数据类型或 String 类型，而是另一个引用类型，那么这个引用类型必须是可序列化的，否则拥有该类型的Field 的类也不能序列化

十一、随机存取文件流。不同于以上的IO流。

RandomAccessFile 类

  1. RandomAccessFile 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。

  2. 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。

    • 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。

  3. RandomAccessFile 对象包含一个记录指针，用以标示当前读写处的位置。RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针：

    • 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

  4. 构造器：

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

  5. 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

  6. 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。如果文件不存在则会去创建文件，如果存在则不会创建。

  7. 我们可以用RandomAccessFile这个类，来实现一个多线程断点下载的功能，用过下载工具的朋友们都知道，下载前都会建立两个临时文件，一个是与被下载文件大小相同的空文件，另一个是记录文件指针的位置文件，每次暂停的时候，都会保存上一次的指针，然后断点下载的时候，会继续从上一次的地方下载，从而实现断点下载或上传的功能。

/**
 * RandomAccessFile的使用
 * 1.RandomAccessFile直接继承于java.lang.Object类，实现了DataInput和DataOutput接口
 * 2.RandomAccessFile既可以作为一个输入流，又可以作为一个输出流
 *
 * 3.如果RandomAccessFile作为输出流时，写出到的文件如果不存在，则在执行过程中自动创建。
 *   如果写出到的文件存在，则会对原有文件内容进行覆盖。（默认情况下，从头覆盖）
 *
 * 4. 可以通过相关的操作，实现RandomAccessFile“插入”数据的效果
 */
public class RandomAccessFileTest {

    @Test
    public void test1() {
        RandomAccessFile raf1 = null;
        RandomAccessFile raf2 = null;
        try {
            //1.
            raf1 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情.jpg"),"r");
            raf2 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情1.jpg"),"rw");
            //2.
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
                raf2.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //3.
            if(raf1 != null){
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(raf2 != null){
                try {
                    raf2.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    @Test
    public void test2() throws IOException {
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");
        raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置
        raf1.write("xyz".getBytes());//
        raf1.close();
    }

    /*
    使用RandomAccessFile实现数据的插入效果
     */
    @Test
    public void test3() throws IOException {
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");

        raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置
        //保存指针3后面的所有数据到StringBuilder中
        StringBuilder builder = new StringBuilder((int) new File("hello.txt").length());
        byte[] buffer = new byte[20];
        int len;
        while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
            builder.append(new String(buffer,0,len)) ;
        }
        //调回指针，写入“xyz”
        raf1.seek(3);
        raf1.write("xyz".getBytes());

        //将StringBuilder中的数据写入到文件中
        raf1.write(builder.toString().getBytes());
        raf1.close();
        //思考：将StringBuilder替换为ByteArrayOutputStream
    }
}

十二、Java NIO

  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。

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

    在以前IO操作都是这样写的:

    import java.io.File;
    File file = new File(“index.html”);

    但在Java7 中，我们可以这样写：

    import java.nio.file.Path;
    import java.nio.file.Paths;
    Path path = Paths.get(“index.html”);

  4. 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。

  5. Paths 类提供的静态 get() 方法用来获取 Path 对象：

    • static 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

  6. Path接口 常用方法

    • 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

  7. 操作文件或目录的工具类 Files

    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

    用于判断

    • 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

    用于操作内容

    • SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption…how)：获取与指定文件的连接，how 指定打开方式。
    • InputStream newInputStream(Path path, OpenOption…how)：获取 InputStream 对象
    • OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption…how)：获取 OutputStream 对象
    • BufferedReader newBufferedReader(Path path)
    • BufferedReader newBufferedReader(Path path, Charset cs)
    • BufferedWriter newBufferedWriter(Path path, OpenOption… options)
    • BufferedWriter newBufferedWriter(Path path, Charset cs, OpenOption… options)
    • DirectoryStream<Path> newDirectoryStream(Path dir)：打开dir指定的目录
    • DirectoryStream<Path> newDirectoryStream(Path dir, String glob)
    • DirectoryStream<Path> newDirectoryStream(Path dir, DirectoryStream.Filter<? super Path> filter)
文章作者: YangChongZhi
文章链接: http://yczlab.top/posts/a24ff270.html
版权声明: 本博客所有文章除特別声明外，均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源 YangChongZhi !
Java
赏
评论
 上一篇
Java中的反射机制 Java中的反射机制
   引言： Reflect（反射）是被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。 一、反射机制概述 Reflect（反射）是被视为动态语言的
2021-01-15 Java
Java
下一篇 
Java中File类的使用 Java中File类的使用
   引言： java.io.File 是用来表示文件和文件目录路径的抽象形式，与平台无关。 File 能新建、删除、重命名文件和目录，但是File不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入/输出流。 想要
2021-01-14 Java
Java
  目录