Java IO流小结

小鱼儿 2022-03-17 19:14 200阅读 0赞

## 1 java.io.File类的使用 ##

java.io.File类：文件和目录路径名的抽象表示形式，与平台无关

File 能新建、删除、重命名文件和目录，但 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

File对象可以作为参数传递给流的构造器

File类的常见构造器： public File(String pathname)

以pathname为路径创建File对象，可以是绝对路径或者相对路径，如果pathname是相对路径，则默认的当前路径在系统属性user.dir中存储。 public File(String parent,String child)

以parent为父路径，child为子路径创建File对象。

File的静态属性String separator存储了当前系统的路径分隔符。 在UNIX中，此字段为‘/’，在Windows中，为‘\\\\’

<table style="width:500px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>访问文件名</td> 
   <td>文件检测</td> 
   <td>获取常规文件信息</td> 
   <td>文件操作相关</td> 
   <td>目录操作相关</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getName() getPath() getAbsoluteFile() getAbsolutePath() getParent() toPath() renameTo(File newName)</td> 
   <td>exists() canWrite() canRead() isFile() isDirectory()</td> 
   <td>lastModified() length()</td> 
   <td>createNewFile() delete()</td> 
   <td>mkdir() mkdirs() delete() list() listFiles()</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

File dir1 = new File("D:/IOTest/dir1");
    if (!dir1.exists()) {     // 如果D:/IOTest/dir1不存在，就创建为目录
    	dir1.mkdir(); 
    }
    // 创建以dir1为父目录,名为"dir2"的File对象
    File dir2 = new File(dir1, "dir2"); 
    if (!dir2.exists()) { // 如果还不存在，就创建为目录
    	dir2.mkdirs(); 
    }
    File dir4 = new File(dir1, "dir3/dir4");
    if (!dir4.exists()) {
    	dir4.mkdirs();
    }
    // 创建以dir2为父目录,名为"test.txt"的File对象
    File file = new File(dir2, "test.txt"); 	
    if (!file.exists()) { // 如果还不存在，就创建为文件
    	file.createNewFile();
    }

## 2 IO原理及流的分类 ##

### 2.1 Java IO流原理 ###

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**。

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。**

### **2.2 流的分类** ###

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**

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>(抽象基类)</p> </td> 
   <td> <p>字节流</p> </td> 
   <td> <p>字符流</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>输入流</p> </td> 
   <td> <p>InputStream</p> </td> 
   <td> <p>Reader</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>输出流</p> </td> 
   <td> <p>OutputStream</p> </td> 
   <td> <p>Writer</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

Java的IO流共涉及**40多个类**，实际上非常规则，都是从如下4个抽象基类派生的。

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。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM2Mzk5Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM2Mzk5Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

### 2.3 InputStream & Reader ###

InputStream 和 Reader 是所有输入流的基类。

InputStream（典型实现：FileInputStream）

int read()

int read(byte\[\] b)

int read(byte\[\] b, int off, int len)

Reader（典型实现：FileReader）

int read()

int read(char \[\] c)

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

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，所以应该显式关闭文件 IO 资源**。

### 2.4 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(); void close(); 需要先刷新，再关闭此流

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 节点流(或文件流) FileInputStream  /  FileOutputStream  /  FileReader  /  FileWriter ##

### 3.1读取文件 ###

1.建立一个流对象，将已存在的一个文件加载进流。

FileReader fr = new FileReader(“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);

FileReader fr = null;
        try{
    		fr = new FileReader("c:\\test.txt");
    		char[] buf = new char[1024];
    		int len= 0;
    		while((len=fr.read(buf))!=-1){
    			System.out.println(new String(buf ,0,len));
            }
    	}catch (IOException e){
    		System.out.println("read-Exception :"+e.toString());}
    	finally{
    		if(fr!=null){
    			try{
    			    fr.close();
    			}catch (IOException e){
    		        System.out.println("close-Exception :"+e.toString());
    			} 
            } 
        }

### 3.2 写入文件 ###

1.创建流对象，建立数据存放文件 FileWriter fw = new FileWriter(“Test.txt”);

2.调用流对象的写入方法，将数据写入流 fw.write(“text”);

3.关闭流资源，并将流中的数据清空到文件中。 fw.close();

FileWriter fw = null;
    	try{
    		fw = new FileWriter("Test.txt");
    		fw.write("text");
    	}
    	catch (IOException e){
    		System.out.println(e.toString());
    	}
    	finally{
    		If(fw!=null)
    		try{
    		 fw.close();
    		}
    		catch (IOException e){
    			System.out.println(e.toString());
            }	
        }

定义文件路径时，注意：可以用**“/”或者“\\\\”**。

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。

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。

在读取文件时，必须保证该文件已存在，否则报异常。

## 4 缓冲流 BufferedInputStream / BufferedOutputStream BufferedReader / BufferedWriter ##

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**

根据数据操作单位可以把缓冲流分为： **BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream BufferedReader 和 BufferedWriter**

缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，对读写的数据提供了缓冲的功能，提高了读写的效率，同时增加了一些新的方法

对于输出的缓冲流，写出的数据会先在内存中缓存，**使用flush()将会使内存中的数据立刻写出**

BufferedReader br = null;
    BufferedWriter bw = null;		
    try {
        //step1:创建缓冲流对象：它是过滤流，是对节点流的包装
        br = new  BufferedReader(new FileReader("d:\\IOTest\\source.txt"));
        bw = new BufferedWriter(new FileWriter("d:\\IOTest\\destBF.txt"));
        String str = null;
        while ((str = br.readLine()) != null) { //一次读取字符文本文件的一行字符                                                            
            bw.write(str); //一次写入一行字符串
            bw.newLine();  //写入行分隔符
        } 
        bw.flush();  //step2:刷新缓冲区
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } 
    finally {
        // step3: 关闭IO流对象
        try {
            if (bw != null) {
                bw.close();  //关闭过滤流时,会自动关闭它所包装的底层节点流
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            if (br != null) {
                br.close();
            }  
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }  
    }

## 5 转换流 InputStreamReader  /  OutputStreamWriter ##

转换流提供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和OutputStreamWriter**

字节流中的**数据都是字符时，转成字符流操作更高效**

### 5.1 InputStreamReader ###

用于将字节流中读取到的字节按指定字符集解码成字符。需要和InputStream“套接”。

构造器

public InputStreamReader(InputStream in)

public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)

如： Reader isr = new  InputStreamReader(System.in,”gbk”);// 指定字符集为GBK

### 5.2 OutputStreamWriter ###

用于将要写入到字节流中的字符按指定字符集编码成字节。需要和OutputStream“套接”。

构造方法

public OutputStreamWriter(OutputStream out)

public OutputSreamWriter(OutputStream out,String charsetName)

public void testMyInput() throws Exception{
        FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("dbcp5.txt");
    
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"GBK");
        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();
    }

## 6 标准输入/输出流  ##

System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备

默认输入设备是键盘，输出设备是显示器

System.in的类型是InputStream

System.out的类型是PrintStream，其是OutputStream的子类FilterOutputStream 的子类

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)

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,再包装成缓冲流
    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    String s = null;
    try {
        while ((s = br.readLine()) != null) {  //读取用户输入的一行数据 --> 阻塞程序
            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();
        }
    }

### 字符编码 ###

编码表的由来

计算机只能识别二进制数据，早期由来是电信号。为了方便应用计算机，让它可以识别各个国家的文字。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：拉丁码表。欧洲码表 用一个字节的8位表示。

GB2312：中国的中文编码表。

GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。

Unicode：国际标准码，融合了多种文字。 所有文字都用两个字节来表示,Java语言使用的就是unicode

UTF-8：最多用三个字节来表示一个字符。

编码：字符串->字节数组

解码：字节数组->字符串

转换流的编码应用

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

## 7 打印流 PrintStream  /  PrintWriter ##

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

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的输出不会抛出异常

PrintStream和PrintWriter有自动flush功能

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);
        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();
        } 
    }

## 8 对象流  ObjectInputStream  /  ObjectOutputStream ##

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。

序列化：**用ObjectOutputStream类保存基本类型数据或对象的机制**

反序列化：**用ObjectInputStream类读取基本类型数据或对象的机制**

### **8.1 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。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，则必须让其类是可序列化的，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： Serializable Externalizable**

### 8.2 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()**

反序列化

**创建一个 ObjectInputStream**

**调用 readObject() 方法读取流中的对象**

强调：如果某个类的字段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

// 序列化:将对象写入到磁盘或者进行网络传输。
    // 要求对象必须实现序列化
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("test3.txt"));
    Person p = new Person("韩美美",18,"子午大道",new Pet());
    oos.writeObject(p);
    oos.flush();
    oos.close();
    //反序列化：将磁盘中的对象数据源读出。
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("test3.txt"));
    Person p1 = (Person)ois.readObject();
    System.out.println(p1.toString());
    ois.close();

## 9 NIO.2中Path、Paths、Files类的使用 ##

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、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。**

**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

**Path 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

**java.nio.file.Files 用于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

**Files常用方法：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

**Files常用方法：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。 DirectoryStream<Path>  newDirectoryStream(Path path) : 打开 path 指定的目录

InputStream newInputStream(Path path, OpenOption…how):获取 InputStream 对象

OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption…how) : 获取 OutputStream 对象

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