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25 分钟
IO流

字节流#

字节输出流:OutputStream#

java.io.OutputStream抽象类是表示字节输出流的所有类的超类,将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

  • public void close() :关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。
  • public void flush() :刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
  • public void write(byte[] b):将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。
  • public void write(byte[] b, int off, int len) :从指定的字节数组写入 len字节,从偏移量 off开始输出到此输出流。
  • public abstract void write(int b) :将指定的字节输出流。

close方法,当完成流的操作时,必须调用此方法,释放系统资源。

FileOutputStream类#

java.io.FileOutputStream类是文件输出流,用于将数据写出到文件。

构造方法#

  • public FileOutputStream(File file):创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
  • public FileOutputStream(String name): 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。该路径下,如果没有这个文件,会创建该文件,但父级文件夹必须存在。如果有这个文件,会清空这个文件的数据。

  • 构造举例,代码如下:
public class FileOutputStreamConstructor throws IOException {
    public static void main(String[] args) {
   	 	// 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.txt");
    }
}

写出字节数据#

  • void write(int b):一次写一个数据
  • void write(byte[] b):写入数组的数据
  • void write(byte[] b, int off, int len):写入数组数据带偏移量(是写入数组中的偏移量,不是目标的偏移量)

数据追加续写#

  • public FileOutputStream(File file, boolean append): 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
  • public FileOutputStream(String name, boolean append): 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

这两个构造方法,参数中都需要传入一个boolean类型的值,true 表示追加数据,false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象,就可以指定是否追加续写了,代码使用演示:

public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"true);     
      	// 字符串转换为字节数组
      	byte[] b = "abcde".getBytes();
		// 写出从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。
        fos.write(b);
      	// 关闭资源
        fos.close();
    }
}
文件操作前:cd
文件操作后:cdabcde

写出换行#

Windows系统里,换行符号是\r\n 。以指定是否追加续写了,代码使用演示:

public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");  
      	// 定义字节数组
      	byte[] words = {97,98,99,100,101};
      	// 遍历数组
        for (int i = 0; i < words.length; i++) {
          	// 写出一个字节
            fos.write(words[i]);
          	// 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
            fos.write("\r\n".getBytes());
        }
      	// 关闭资源
        fos.close();
    }
}

输出结果:
a
b
c
d
e
  • 回车符\r和换行符\n
    • 回车符:回到一行的开头(return)。
    • 换行符:下一行(newline)。
  • 系统中的换行:
    • Windows系统里,每行结尾是 回车+换行 ,即\r\n
    • Unix系统里,每行结尾只有 换行 ,即\n
    • Mac系统里,每行结尾是 回车 ,即\r。从 Mac OS X开始与Linux统一。

字节输入流:InputStream#

java.io.InputStream抽象类是表示字节输入流的所有类的超类,可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。

  • public void close() :关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。
  • public abstract int read(): 从输入流读取数据的下一个字节。
  • public int read(byte[] b): 从输入流中读取一些字节数,并将它们存储到字节数组 b中 。

close方法,当完成流的操作时,必须调用此方法,释放系统资源。

FileInputStream类#

java.io.FileInputStream类是文件输入流,从文件中读取字节。

构造方法#

  • FileInputStream(File file): 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ,该文件由文件系统中的 File对象 file命名。
  • FileInputStream(String name): 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ,该文件由文件系统中的路径名 name命名。

当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。该路径下,如果没有该文件,会抛出FileNotFoundException

  • 构造举例,代码如下:
public class FileInputStreamConstructor throws IOException{
    public static void main(String[] args) {
   	 	// 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileInputStream fos = new FileInputStream(file);
        // 使用文件名称创建流对象
        FileInputStream fos = new FileInputStream("b.txt");
    }
}

读取字节数据#

  1. 读取字节read方法,每次可以读取一个字节的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1,代码使用演示:
public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
      	// 使用文件名称创建流对象
       	FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
      	// 读取数据,返回一个字节
        int read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
      	// 读取到末尾,返回-1
       	read = fis.read();
        System.out.println( read);
		// 关闭资源
        fis.close();
    }
}
输出结果:
a
-1

循环改进读取方式,代码使用演示:

public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
      	// 使用文件名称创建流对象
       	FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
      	// 定义变量,保存数据
        int b ;
        // 循环读取
        while ((b = fis.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
		// 关闭资源
        fis.close();
    }
}
输出结果:
a
b
c
d
e
  1. 虽然读取了一个字节,但是会自动提升为int类型。
  2. 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法。
  1. 使用字节数组读取read(byte[] b),每次读取b的长度个字节到数组中,返回读取到的有效字节个数,读取到末尾时,返回-1 ,代码使用演示:
public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
      	// 使用文件名称创建流对象.
       	FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
      	// 定义变量,作为有效个数
        int len ;
        // 定义字节数组,作为装字节数据的容器   
        byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while (( len= fis.read(b))!=-1) {
           	// 每次读取后,把数组变成字符串打印
            System.out.println(new String(b));
        }
		// 关闭资源
        fis.close();
    }
}

输出结果:
ab
cd
ed

错误数据d,是由于最后一次读取时,只读取一个字节e,数组中,上次读取的数据没有被完全替换,所以要通过len ,获取有效的字节,代码使用演示:

public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
      	// 使用文件名称创建流对象.
       	FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
      	// 定义变量,作为有效个数
        int len ;
        // 定义字节数组,作为装字节数据的容器   
        byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while (( len= fis.read(b))!=-1) {
           	// 每次读取后,把数组的有效字节部分,变成字符串打印
            System.out.println(new String(b,0,len));//  len 每次读取的有效字节个数
        }
		// 关闭资源
        fis.close();
    }
}

输出结果:
ab
cd
e

使用数组读取,每次读取多个字节,减少了系统间的IO操作次数,从而提高了读写的效率,建议开发中使用。

字符流#

字符流 = 字节流 + 对字符集的特殊处理

遇到中文时,一次会读入多个字节

FileReader#

继承自Reader

  • public FileReader(File file): 创建字符输入流,关联本地文件
  • public FileReader(String path): 创建字符输入流,关联本地文件

读取数据

  • public int read():读取数据,读到末尾返回-1
  • public int read(char[] buffer):读取多个数据,读到末尾返回-1

按字节读取,遇到中文一次读取多个字节,读取后解码,返回一个整数,会转成十进制数据。如果需要字符数据,则需要使用(char)强制转换。

释放资源

  • public int close():释放资源
FileReader fr = new FileReader("a.txt");
char[] chars = new char[2];
int len;
while((len = fr.read(chars))!=-1){
    System.out.print(new String(chars, 0, len));
}
fr.close();

FIleWriter#

继承自Weiter

  • public FIleWriter(File file): 创建字符输出流,关联本地文件
  • public FIleWriter(String path): 创建字符输出流,关联本地文件
  • public FIleWriter(File file, boolean append): 创建字符输出流,关联本地文件,续写
  • public FIleWriter(String path, boolean append): 创建字符输出流,关联本地文件,续写

写入数据

  • public int write()
  • “public int write(String str)`
  • public int write(String str, int off, int len)
  • public int write(char[] buff)
  • public int write(char[] buff, int off, int len)

按字节读取,遇到中文一次读取多个字节,读取后解码,返回一个整数,会转成十进制数据。如果需要字符数据,则需要使用(char)强制转换。

释放资源

  • public int close():释放资源

异常处理#

传统写法#

public class HandleException1 {
    public static void main(String[] args) {
        FileWriter fw = null;
        try {
            fw = new FileWriter("fw.txt");
            fw.write("aaa"); 
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (fw != null) {
                    fw.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

JDK7#

public class HandleException2 {
    public static void main(String[] args) {
        try ( FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); ) {
            // 需要实现AutoCloseable之后才行
            fw.write("aaa");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

JDK9#

JDK9中try-with-resource 的改进,对于引入对象的方式,支持的更加简洁。被引入的对象,同样可以自动关闭,无需手动close。

public class TryDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        final  FileReader fr  = new FileReader("in.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter("out.txt");
        try (fr; fw) {
            int b;
          	while ((b = fr.read())!=-1) {
            	fw.write(b);
          	}
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

文件复制#

每次读取一个字节,写入新文件。

FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("read.txt");
int b;
while((b = fis.read()) != -1){
    fos.write(b);
}
fis.close();
fos.close();

使用字节数组来拷贝:

public class Copy {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("test.jpg");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");
        byte[] b = new byte[1024*1024*4];
        int len;
        while ((len = fis.read(b))!=-1) {
            fos.write(b, 0 , len);
        }
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

随机读写#

在Java中,要在文件的指定位置写入数据,可以使用RandomAccessFile类,该类提供了对文件随机访问的功能,即可以读取或写入文件中的任意位置。下面是一个简单的示例,展示如何使用RandomAccessFile在文件的指定位置写入数据:

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
public class FileWriteAtPosition {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "example.txt"; // 文件路径
        long position = 10; // 指定位置
        String dataToWrite = "Hello, World!"; // 要写入的数据
        try {
            // 创建File对象
            File file = new File(filePath);
            // 创建RandomAccessFile对象,模式为"rw",即读写模式
            RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
            // 移动文件指针到指定位置
            raf.seek(position);
            // 写入数据
            raf.write(dataToWrite.getBytes());
            // 关闭RandomAccessFile
            raf.close();
            System.out.println("Data written at position " + position);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个示例中,我们首先创建了一个File对象来表示要操作的文件。然后,我们创建了一个RandomAccessFile对象,并指定了模式为”rw”,表示我们可以读写文件。 使用seek(long pos)方法将文件指针移动到指定的位置。然后,使用write(byte[] b)方法将数据写入文件。最后,不要忘记关闭RandomAccessFile以释放资源。 请注意,如果指定的位置超出了文件当前的大小,那么在写入数据时,文件将会被扩展,并且在新写入数据与原有数据之间可能会出现未定义的数据。 还要注意,直接在文件的中间位置写入数据可能会覆盖原有数据,所以使用这种方法时要小心,确保不会意外地覆盖重要信息。如果只是想插入数据而不覆盖原有数据,那么需要先读取插入点后的数据,插入新数据后,再写回原有数据。

缓冲流#

缓冲流,也叫高效流,缓冲流是对基本流进行的封装,对4个基本的FileXxx 流的增强,所以也是4个流,按照数据类型分类:

  • 字节缓冲流BufferedInputStreamBufferedOutputStream
  • 字符缓冲流BufferedReaderBufferedWriter

缓冲流的基本原理,是在创建流对象时,会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组,通过缓冲区读写,减少系统IO次数,从而提高读写的效率。

字节缓冲流#

构造方法#

  • public BufferedInputStream(InputStream in) :创建一个 新的缓冲输入流。
  • public BufferedOutputStream(OutputStream out): 创建一个新的缓冲输出流。

构造举例,代码如下:

// 创建字节缓冲输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));
// 创建字节缓冲输出流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));

效率测试#

查询API,缓冲流读写方法与基本的流是一致的,我们通过复制大文件(375MB),测试它的效率。

  1. 基本流,代码如下:
public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 记录开始时间
      	long start = System.currentTimeMillis();
		// 创建流对象
        try (
        	FileInputStream fis = new FileInputStream("jdk9.exe");
        	FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe")
        ){
        	// 读写数据
            int b;
            while ((b = fis.read()) != -1) {
                fos.write(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
		// 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}

十几分钟过去了...
  1. 缓冲流,代码如下:
public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 记录开始时间
      	long start = System.currentTimeMillis();
		// 创建流对象
        try (
        	BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));
	     BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
        ){
        // 读写数据
            int b;
            while ((b = bis.read()) != -1) {
                bos.write(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
		// 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("缓冲流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}

缓冲流复制时间:8016 毫秒

如何更快呢?

使用数组的方式,代码如下:

public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
      	// 记录开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
		// 创建流对象
        try (
			BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));
		 BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
        ){
          	// 读写数据
            int len;
            byte[] bytes = new byte[8*1024];
            while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
                bos.write(bytes, 0 , len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
		// 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}
缓冲流使用数组复制时间:666 毫秒

字符缓冲流#

构造方法#

  • public BufferedReader(Reader in) :创建一个 新的缓冲输入流。
  • public BufferedWriter(Writer out): 创建一个新的缓冲输出流。

构造举例,代码如下:

// 创建字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt"));
// 创建字符缓冲输出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));

特有方法#

字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致,不再阐述,我们来看它们具备的特有方法。

  • BufferedReader:public String readLine(): 读一行文字。
  • BufferedWriter:public void newLine(): 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。

readLine方法演示,代码如下:

public class BufferedReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
      	 // 创建流对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));
		// 定义字符串,保存读取的一行文字
        String line  = null;
      	// 循环读取,读取到最后返回null
        while ((line = br.readLine())!=null) {
            System.out.print(line);
            System.out.println("------");
        }
		// 释放资源
        br.close();
    }
}

newLine方法演示,代码如下:

public class BufferedWriterDemo throws IOException {
  public static void main(String[] args) throws IOException  {
    	// 创建流对象
  	BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));
    	// 写出数据
      bw.write("黑马");
    	// 写出换行
      bw.newLine();
      bw.write("程序");
      bw.newLine();
      bw.write("员");
      bw.newLine();
  	// 释放资源
      bw.close();
  }
}
输出效果:
黑马
程序

打印流#

概述#

平时我们在控制台打印输出,是调用print方法和println方法完成的,这两个方法都来自于java.io.PrintStream类,该类能够方便地打印各种数据类型的值,是一种便捷的输出方式。

PrintStream类#

构造方法#

  • public PrintStream(String fileName): 使用指定的文件名创建一个新的打印流。

构造举例,代码如下:

PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");

改变打印流向#

System.out就是PrintStream类型的,只不过它的流向是系统规定的,打印在控制台上。不过,既然是流对象,我们就可以玩一个”小把戏”,改变它的流向。

public class PrintDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 调用系统的打印流,控制台直接输出97
        System.out.println(97);
      
		// 创建打印流,指定文件的名称
        PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");
      	
      	// 设置系统的打印流流向,输出到ps.txt
        System.setOut(ps);
      	// 调用系统的打印流,ps.txt中输出97
        System.out.println(97);
    }
}

压缩流和解压缩流#

压缩流:

​ 负责压缩文件或者文件夹

解压缩流:

​ 负责把压缩包中的文件和文件夹解压出来

public class ZipStreamDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个File表示要解压的压缩包
        File src = new File("D:\\aaa.zip");
        //2.创建一个File表示解压的目的地
        File dest = new File("D:\\");
        //调用方法
        unzip(src,dest);
    }

    //定义一个方法用来解压
    public static void unzip(File src,File dest) throws IOException {
        //解压的本质:把压缩包里面的每一个文件或者文件夹读取出来,按照层级拷贝到目的地当中
        //创建一个解压缩流用来读取压缩包中的数据
        ZipInputStream zip = new ZipInputStream(new FileInputStream(src));
        //要先获取到压缩包里面的每一个zipentry对象
        //表示当前在压缩包中获取到的文件或者文件夹
        ZipEntry entry;
        while((entry = zip.getNextEntry()) != null){
            System.out.println(entry);
            if(entry.isDirectory()){
                //文件夹:需要在目的地dest处创建一个同样的文件夹
                File file = new File(dest,entry.toString());
                file.mkdirs();
            }else{
                //文件:需要读取到压缩包中的文件,并把他存放到目的地dest文件夹中(按照层级目录进行存放)
                FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dest,entry.toString()));
                int b;
                while((b = zip.read()) != -1){
                    //写到目的地
                    fos.write(b);
                }
                fos.close();
                //表示在压缩包中的一个文件处理完毕了。
                zip.closeEntry();
            }
        }
        zip.close();
    }
}
public class ZipStreamDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
         *   压缩流
         *      需求:
         *          把D:\\a.txt打包成一个压缩包
         * */
        //1.创建File对象表示要压缩的文件
        File src = new File("D:\\a.txt");
        //2.创建File对象表示压缩包的位置
        File dest = new File("D:\\");
        //3.调用方法用来压缩
        toZip(src,dest);
    }

    /*
    *   作用:压缩
    *   参数一:表示要压缩的文件
    *   参数二:表示压缩包的位置
    * */
    public static void toZip(File src,File dest) throws IOException {
        //1.创建压缩流关联压缩包
        ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(new FileOutputStream(new File(dest,"a.zip")));
        //2.创建ZipEntry对象,表示压缩包里面的每一个文件和文件夹
        //参数:压缩包里面的路径
        ZipEntry entry = new ZipEntry("aaa\\bbb\\a.txt");
        //3.把ZipEntry对象放到压缩包当中
        zos.putNextEntry(entry);
        //4.把src文件中的数据写到压缩包当中
        FileInputStream fis = new FileInputStream(src);
        int b;
        while((b = fis.read()) != -1){
            zos.write(b);
        }
        zos.closeEntry();
        zos.close();
    }
}
public class ZipStreamDemo3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
         *   压缩流
         *      需求:
         *          把D:\\aaa文件夹压缩成一个压缩包
         * */
        //1.创建File对象表示要压缩的文件夹
        File src = new File("D:\\aaa");
        //2.创建File对象表示压缩包放在哪里(压缩包的父级路径)
        File destParent = src.getParentFile();//D:\\
        //3.创建File对象表示压缩包的路径
        File dest = new File(destParent,src.getName() + ".zip");
        //4.创建压缩流关联压缩包
        ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(new FileOutputStream(dest));
        //5.获取src里面的每一个文件,变成ZipEntry对象,放入到压缩包当中
        toZip(src,zos,src.getName());//aaa
        //6.释放资源
        zos.close();
    }

    /*
    *   作用:获取src里面的每一个文件,变成ZipEntry对象,放入到压缩包当中
    *   参数一:数据源
    *   参数二:压缩流
    *   参数三:压缩包内部的路径
    * */
    public static void toZip(File src,ZipOutputStream zos,String name) throws IOException {
        //1.进入src文件夹
        File[] files = src.listFiles();
        //2.遍历数组
        for (File file : files) {
            if(file.isFile()){
                //3.判断-文件,变成ZipEntry对象,放入到压缩包当中
                ZipEntry entry = new ZipEntry(name + "\\" + file.getName());//aaa\\no1\\a.txt
                zos.putNextEntry(entry);
                //读取文件中的数据,写到压缩包
                FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
                int b;
                while((b = fis.read()) != -1){
                    zos.write(b);
                }
                fis.close();
                zos.closeEntry();
            }else{
                //4.判断-文件夹,递归
                toZip(file,zos,name + "\\" + file.getName());
                //     no1            aaa   \\   no1
            }
        }
    }
}
IO流
http://zaoweiceng.github.io/posts/java/io流/
作者
静惜
发布于
2025-03-13
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0