18. 基础IO(2)——IO流

青旅半醒 2022-10-23 12:58 162阅读 0赞

## 1. 字节流，字符流基本概念 ##

File类不支持文件内容处理，如果要处理文件内容，必须要通过流的操作模式来完成

在java.io包中，流分为两种：字节流与字符流

**字节流**：读写数据以字节为基本单位（处理二进制文件/数据的时候使用）  
**字符流**：独写数据以字符为基本单位（处理文本文档/数据的时候使用）

## 2. 字节流 ##

1）InputStream：（输入）把输入设备读取到内存中  
2）OutputStream：（输出）把内存中的数据写入到输出设备中

#### a）FileInputStream和FileOutputStream ####

FileInputStream 从文件系统中的某个文件中获得输入字节。  
FileInputStream 用于读取诸如图像数据之类的原始字节流。

示例：复制图片  
**1）初阶：**

package dqy0305;
    
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    
    public class IODemo2 {
        
        //实现文件的复制
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            copyFile("D:/file_dir/1010.png","D:/file_dir/10102.png");
        }
    
        private static void copyFile(String srcPath, String destPath) throws IOException {
        
            //1.先打开文件（先创建InputStream和OutputStreaam对象的过程）
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(srcPath);
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(destPath);
            //2.需要读取srcPath文件对应的内容
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len = -1;
            //如果已经读完了就返回-1.如果返回一个正数，就相当于一共有这个整数的长度
            while((len = fileInputStream.read(buffer)) != -1){
        
                //读取成功
                //3.把读取到的内容写入desrPath对应的文件中
                fileOutputStream.write(buffer,0,len);
            }
            //4.close关闭文件,如果没有关闭就会造成文件资源泄露
            fileInputStream.close();
            fileOutputStream.close();
        }
    }

这时对应的文件里就已经复制好了一个图片

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MTM2MTg5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

以上方法有可能正在执行过程中触发了异常，那么还是无法执行close（），并且在实例化fileInputStream和fileOutputStream的时候，如果指定位置的文件不存在，就会导致实例化失败，也就是说还是null，这时在调用close方法的时候就会触发空指针异常，也就有了以下的改进版本：

**2）改进版**

public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            copyFile2("D:/file_dir/1010.png","D:/file_dir/10102.png");
        }
    
    private static void copyFile2(String srcPath, String destPath){
        
            FileInputStream fileInputStream = null;
            FileOutputStream fileOutputStream = null;
    
            try {
        
                //1.先打开文件（先创建InputStream和OutputStreaam对象的过程）
                fileInputStream = new FileInputStream(srcPath);
                //但是如果路径对应的文件不存在，此时构造方法也会抛出异常，说明构造尚未成功，还是null，
                // 那么接下来调用close方法就会触发空指针异常
                fileOutputStream = new FileOutputStream(destPath);
                //2.需要读取srcPath文件对应的内容
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len = -1;
                //如果已经读完了就返回-1.如果返回一个正数，就相当于一共有这个整数的长度
                while((len = fileInputStream.read(buffer)) != -1){
        
                    //读取成功
                    //3.把读取到的内容写入desrPath对应的文件中
                    fileOutputStream.write(buffer,0,len);
                }
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } finally {
        
                try {
        
                    //4.close关闭文件,如果没有关闭就会造成文件资源泄露
                    if (fileInputStream != null) {
        
                        fileInputStream.close();
                    }
                    if (fileOutputStream != null) {
        
                        fileOutputStream.close();
                    }
                } catch (IOException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

但是以上代码在异常处理方面过于冗杂，为了提高代码的可读性，就有了以下版本：  
**3）常用版**

public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            copyFile3();
        }
    
      private static void copyFile3(){
        
            //当代码写成这个样子的时候，就不需要显示调用close
            //try语句会在代码执行完毕后，自动调用close方法（前提是这个类必须实现closeable接口）
            try(FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("D:/file_dir/1010.png");
                FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("D:/file_dir/10102.png")){
        
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len = -1;
                while ((len = fileInputStream.read(buffer)) != -1){
        
                    fileOutputStream .write(buffer,0,len);
                }
            }catch (IOException e){
        
                e.printStackTrace();
            }
    
        }

#### b）字节缓冲流 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream（内置了缓冲区） ####

问题一：为什么需要有缓冲区？

> 答：当我们用read()读取文件时，每读一个字节，访问一次磁盘，效率很低 。文件过大时，操作起来也不是很方便。因此我们需要用到buffer缓存流，当创建buffer对象时，会创建一个缓冲区数组。当我们读一个文件时，先从磁盘中读到缓冲区，然后直接从缓冲区输出即可，效率会更高

实例：复制图片  
**1）初版**

public class IODemo3 {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
              copyFile();
        }
    
        private static void copyFile() throws IOException {
        
            //需要创建的实例 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream，就先要创建FileInputStream和FileOutputStream
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("D:/file_dir/1010.png");
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("D:/file_dir/10102.png");
            BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream);
            BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int length = -1;
            while ((length = bufferedInputStream.read(buffer)) != -1){
        
                bufferedOutputStream.write(buffer,0,length);
            }
            //有四个流对象，只需要关闭这两个,然后就会自动关闭包含的FileInputStream和FileOutputStream
            bufferedInputStream.close();
            bufferedOutputStream.close();
        }
    }

**2）改进版**

private static void copyFile2() {
        
            try( BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:/file_dir/1010.png"));
                 BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream( new FileOutputStream("D:/file_dir/10102.png"))) {
        
    
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int length = -1;
                while ((length = bufferedInputStream.read(buffer)) != -1){
        
                    bufferedOutputStream.write(buffer,0,length);
                }
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }

#### c）带缓冲区和不带缓冲区的对比 ####

private static void testNoBuffer() {
        
            long beg = System.currentTimeMillis();
           try ( FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("D:/file_dir/1010.png")){
        
               int ch = -1;
               while ((ch = fileInputStream.read()) != -1){
        
    
               }
           } catch (IOException e) {
        
               e.printStackTrace();
           }
           long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("no buffer:"+(end-beg)+"ms");
        }
    
        private static void testBuffer() {
        
            long beg = System.currentTimeMillis();
            try (BufferedInputStream bufferedInputStream= new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:/file_dir/1010.png"))){
        
                int ch = -1;
                while ((ch = bufferedInputStream.read()) != -1){
        
    
                }
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("buffer:"+(end-beg)+"ms");
    
        }

执行主函数，就会发现，读取一个15MB的文件，不带缓冲区大概花了6s左右，但是带缓冲区大概只花了50ms

## 3. 字符流 ##

1）Reader：（输入）把输入设备读取到内存中  
2）Writer：（输出）把内存中的数据写入到输出设备中

字符流与字节流用法基本一致，**一个典型的区别是**：  
字节流的读写操作以byte为单位，缓冲区就是byte\[\]  
字符流的读写操作以char为单位，缓冲区就是char\[\]

示例：  
1）不带缓冲区

import java.io.FileReader;
    import java.io.FileWriter;
    import java.io.IOException;
    
    //字符流：可以来处理文本文件
    public class IODemo5 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            copyFile();
        }
        
        private static void copyFile(){
        
            try(FileReader fileReader = new FileReader("d:/test.txt");
                FileWriter fileWriter = new FileWriter("d:/test2.txt")){
        
                char[] buffer = new char[1024];
                int len = -1;
                while ((len = fileReader.read(buffer)) != -1){
        
                    fileWriter.write(buffer,0,len);
                }
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

2）带缓冲区

//带缓冲区
        private static void copyFile2(){
        
            try(BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("d:/test.txt"));
            BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter("d:/test2.txt"))){
        
                char[] buffer = new char[1024];
                int len = -1;
                while ((len = bufferedReader.read(buffer)) != -1){
        
                    bufferedWriter.write(buffer,0,len);
                }
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }

3）字符流中有特殊的用法：按行读取

private static void copyFile3(){
        
            try(BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("d:/test.txt"));
                BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter("d:/test2.txt"))) {
        
                    String line = "";//读一行，读到换行符为止
                    while ((line = bufferedReader.readLine()) != null){
        
                        bufferedWriter.write(line+ "\n");
                    }
                } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MTM2MTg5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221023/bd1bef0092a84263b9d02dc3e957c739.png