IO流
IO流
1.IO流
1.1 IO流概述
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I与O
IO流参照物是当前程序使用内存
I：input 从硬盘读取数据到内存。read
O：output 从内存写入数据到硬盘。write
引例：以直播为例
OBS推流软件 ==> 浏览器 ：OBS输出数据到浏览器
键盘、屏幕、声音 ==> OBS ： 对于OBS而言这是输入
浏览器 ==> 屏幕 ： 对于浏览器而言，是输出
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对于Java而言，数据按照处理单位来看，可分为：
（1）字节流：所有的数据按照字节方式进行传输
（2）字符流：数据按照当前系统采用的编码集方式进行字符操作，该操作局限性很大。所能操作并且不会出现错误的文件，有且只有记事本打开无乱码的文本文件
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IO与数据处理单位组合可分为四种操作模式：
（1）字节输入流
（2）字节输出流
（3）字符输入流
（4）字符输出流
1.2 缓存概念
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缓存、缓冲有什么好处？
一般的网站，第二次打开总要比第一次打开速度要快。
说明：第一次加载网站打开的过程中，会对当前网页一些固定资源进行保存，可以提高用户在访问页面时的速度，优化体验
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开发中使用缓冲、缓存可以有效提高文件操作效率
1.3 IO流分类
class InputStream 字节输入流基类
class FileInputStream 文件操作字节输入流
class OutputStream 字节输出流基类
class FileOutputStream 文件操作字节输出流
class Reader 字符输入流基类
class FileReader 文件操作字符输入流
class Writer 字符输出流基类
class FileWriter 文件操作字符输出流
需要学习的方法：
read
write
缓冲流：
BufferedInputStream 字节输入缓冲流
BufferedOutputStream 字节输出缓冲流
BufferedReader 字符输入缓冲流
BufferedWriter 字符输出缓冲流1.4 FileInputStream文件操作字节输入流
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Constructor构造方法：
FileInputStream(String filePath); 根据用户指定的文件路径创建对应的FileInputStream，文件操作输入字节流，如果文件不存在，抛出异常FileNotFoundException FileInputStream(File file); 根据用户指定对应文件的File类对象，创建对应的FileInputStream，如果文件不存在，抛出异常FileNotFoundException -
Method成员方法
int read(); 从文件中读取一个字节数据返回，如果读取到文件末尾，返回 -1，EOF End Of File int read(byte[] buf);【重点】 从文件中读取数据到缓冲数组buf中，返回值类型是从文件中读取到的字节个数，如果读取到文件末尾，返回-1，EOF End Of File 读取数据的方法，在运行过程中出现了问题，抛出异常IOException -
操作流程
（1）明确对应文件的路径，可以选择直接给予对应的String类型路径，或者创建对应的File类对象，作为参数；
（2）创建FileInputStream文件操作字节输入流，打开文件操作管道；
（3）从FileInputStream对象中使用方法，读取数据；
（4）关闭资源。（FileInputStream类对象可比作一个水龙头）
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代码演示
package com.qfedu.a_inputstream; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.IOException; /* * FileInputStream 演示 */ public class Demo1 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 1. 明确操作文件 File file = new File("D:/aaa/1.txt"); // 2. 创建文件操作输入字节流对象 FileInputStream fis = new FileInputStream(file); /* * 3. 读取数据 * int read(); * 从文件中读取一个字节数据返回，返回值类型是int类型，但是 * int类型数据中，有且只有低8位是有效数据 */ int content = fis.read(); System.out.println((char) content); content = fis.read(); System.out.println((char) content); // content = fis.read() content内容和-1比较，不等于-1继续 while ((content = fis.read()) != -1) { System.out.println((char) content); } // 4. 关闭资源 fis.close(); } }package com.qfedu.a_inputstream; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; /* * FileInputStream 演示 int read(byte[] buf); */ public class Demo2 { public static void main(String[] args) throws IOException { long start = System.currentTimeMillis(); // 1. 明确操作文件 File file = new File("D:/aaa/1.txt"); // 2. 创建FileInputStream对象 FileInputStream fis = new FileInputStream(file); /* * int read(byte[] buf); 该方法参数需要一个byte类型数组，这是一个缓冲数组。自定义数组容量 * 但是一般情况，数组容量是1024的2的指数倍 1024 2048 4096 8192 返回值类型是缓冲数组中有效元素个数，读取到数据的字节个数，如果读取到 * 文件末尾，返回-1 */ // 3. 读取文件 4KB缓冲字节数组 byte[] buf = new byte[1024 * 4]; int length = -1; while ((length = fis.read(buf)) != -1) { // 字节数组转换成字符串 System.out.println(new String(buf, 0, length)); } // 4. 关闭资源 fis.close(); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("结束：" + (end - start)); } } -
时间效率对比
明显发现使用缓冲数组速度要远远高于单一字节读取操作
1.5 FileOutputStream文件操作字节输出流
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Constructor构造方法
FileOutputStream(String filePath); 根据用户指定的路径，创建对应的FileOutputStream文件操作字节输出流对象，如果路径不合法，抛出异常FileNotFoundException 采用写入数据到文件的方式是【删除写】，即文件内容清空，再写入数据。 FileOutputStream(File file); 根据用户指定的File类对象，创建对应的FileOutputStream文件操作字节输出流对象，如果路径不合法，抛出异常FileNotFoundException 采用写入数据到文件的方式是【删除写】，即文件内容清空，再写入数据。 FileOutputStream(String filePath, boolean append); 根据用户指定的路径，创建对应的FileOutputStream文件操作字节输出流对象，如果路径不合法，抛出异常FileNotFoundException append参数是boolean类型，如果传入参数为true，表示【追加写】，即在文件末尾写入数据。 FileOutputStream(File file, boolean append); 根据用户指定的File类对象，创建对应的FileOutputStream文件操作字节输出流对象，如果路径不合法，抛出异常FileNotFoundException append参数是boolean类型，如果传入参数为true，表示【追加写】，即在文件末尾写入数据 -
Method成员方法
void write(int b); 写一个字节数据到文件中 void write(byte[] buf); 写一个字节数组到文件中 void write(byte[] buf, int off, int count); 写一个字节数组到文件中，要求从off偏移位开始i，计数count -
操作流程
（1）明确对应文件的路径，可以选择直接给予对应的String类型路径，或者创建对应的File类对象，作为参数
（2）创建FileOutputStream文件操作输出字节流，打开文件操作管道
（3）使用FileOutputStream对象写入数据到文件中
（4）关闭资源！！！
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代码演示
package com.qfedu.a_inputstream; import java.io.File; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; /* * FileOutputStream演示 */ public class Demo3 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 1. 明确操作文件 File file = new File("D:/aaa/疯狂打脸.txt"); // 2. 创建FileOutputStream对象，默认使用删除写方式 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file, true); // 3. 写入数据到文件中 fos.write(49); fos.write("今天骚磊同学，疯狂被打脸\n".getBytes()); fos.write("1234567".getBytes(), 0, 3); // 4. 关闭资源 fos.close(); } } -
小结
（1）FileOutputStream拥有创建文件的能力，在路径合法且对应目录有写入权限的情况下可以创建文件
（2）区分删除写和追加写
1.6 FileReader文件操作字符输入流
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Constructor构造方法
FileReader(String filePath); 根据指定的路径，创建对应的文件字符输入流对象，如果文件不存在，抛出异常FileNotFoundException FileReader(File file); 根据指定路径的File类对象创建文件字符输入流对象，如果文件不存在，抛出异常FileNotFoundException -
Method成员方法
int read(); 从文件中读取一个字符数据，返回值为int类型，int类型数据中有且只有低16位是有效数据，如果读取到文件末尾返回-1，EOF End Of File int read(char[] buf); 从文件中读取数据到char类型缓冲数组buf，返回值是读取到的字符个数，如果读取到文件末尾返回-1，EOF End Of File -
操作流程
（1）明确需要读取数据的文件
（2）创建FileReader对象，打开文件操作管道
（3）使用FileReader类对象方法，读取文件数据
（4）关闭资源
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代码演示
package com.qfedu.a_inputstream; import java.io.File; import java.io.FileReader; import java.io.IOException; /* * FileReade演示 */ public class Demo4 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 1. 明确操作文件 File file = new File("D:/aaa/疯狂打脸.txt"); // 2. 创建FileReader对象，打开文件管道 FileReader fr = new FileReader(file); // 3. 读取数据 // int content = fr.read(); // System.out.println((char) content); char[] buf = new char[1024]; int count = -1; while ((count = fr.read(buf)) != -1) { System.out.println(new String(buf, 0, count)); } // 4. 关闭资源 fr.close(); } }
1.7 FileWriter文件操作字符输出流
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Constructor构造方法
FileWriter(String filePath); 根据指定的路径，创建对应的FileWriter文件字符输出流对象，如果文件不存在，抛出异常FileNotFoundException 采用写入数据到文件的方式，是删除写，即文件内容清空，再写入数据。 FileWriter(File file); 根据指定路径的File类对象创建对应的FileWriter文件字符输出流对象，如果文件不存在，抛出异常FileNotFoundException 采用写入数据到文件的方式，是删除写，即文件内容清空，再写入数据。 FileWriter(String filePath, boolean append); 根据指定的路径，创建对应的FileWriter文件字符输出流对象，如果文件不存在，抛出异常FileNotFoundException append参数是boolean类型，如果传入参数为true，表示【追加写】，在文件末尾写入数据 FileWriter(File file, boolean append); 根据指定路径的File类对象创建对应的FileWriter文件字符输出流对象，如果文件不存在，抛出异常FileNotFoundException append参数是boolean类型，如果传入参数为true，表示【追加写】，在文件末尾写入数据 -
Method成员方法
int write(int ch); 写一个字符数据到文件中 int write(char[] buf); 写一个字符数组到文件中 int write(char[] buf, int off, int count); 写一个字符数组到文件中，要求从off偏移位置开始，计数count void write(String str); 写一个字符串到文件中 void write(String str, int offset, int count); 写一个字符串到文件中，要求从offset偏移位置开始，计数count -
操作流程
（1）明确需要读取数据的文件
（2）创建FileWriter对象，打开文件操作管道
（3）使用FileWriter类对象方法，写入数据
（4）关闭资源
-
代码演示
package com.qfedu.a_inputstream; import java.io.File; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; /* * FileWriter */ public class Demo5 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 1. 明确文件 File file = new File("D:/aaa/今天被一发入魂了.txt"); // 2. 创建FileWriter FileWriter fw = new FileWriter(file); // 3. 写入数据 fw.write('1'); fw.write("我一个重坦被一个轻坦一发弹药架。。。".toCharArray()); fw.write("abcdefg".toCharArray(), 1, 3); fw.write('\n'); fw.write("胜利就在远方"); fw.write("0123456789", 5, 4); // 4. 关闭资源 fw.close(); } } -
小结
（1）FileWriter拥有创建文件的能力，在路径合法，且对应目录有写入权限下可以创建文件
（2）注意区分删除写和追加写
1.8 关于字符流和字节流总结
- 使用方式是一样的。（明确文件、打开管道、操作文件、关闭资源）
- 核心方法。Read（读取、输入）和Write（写入、输出）
- 输出流有创建文件的能力
- 输出流需要注意删除写与追加写
- 一定要注意关闭资源！resource
1.9 文件拷贝对比
1.9.1 字符流字节流对比
- 字节流拷贝
package com.qfedu.a_inputstream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
/*
* 字节流拷贝文件
*/
public class Demo6 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 南水北调 西气东输
// 1. 明确数据源
File srcFile = new File("D:/aaa/1.mp4");
// 2. 明确目的地
File destFile = new File("D:/aaa/byteStream.mp4");
// 3. 创建FileInputStream输入流对象，读取源文件数据
FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
// 4. 创建FileOutputStream输出流对象，写入数据到目标文件
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
// 5. 完成数据拷贝过程，读取数据，写入数据
byte[] buf = new byte[1024 * 16];
int length = -1;
while ((length = fis.read(buf)) != -1) {
fos.write(buf, 0, length);
}
// 6. 关闭资源 先关后开
fos.close();
fis.close();
}
}- 字符流拷贝
package com.qfedu.a_inputstream;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
/*
* 字符流拷贝
* 无法拷贝非文本可视化文件
*/
public class Demo7 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 南水北调 西气东输
// 1. 明确数据源
File srcFile = new File("D:/aaa/1.mp4");
// 2. 明确目的地
File destFile = new File("D:/aaa/charStream.mp4");
// 3. 创建FileReader
FileReader fr = new FileReader(srcFile);
// 4. 创建FileWriter
FileWriter fw = new FileWriter(destFile);
// 5. 拷贝数据
char[] buf = new char[1024 * 8];
int length = -1;
while ((length = fr.read(buf)) != -1) {
fw.write(buf, 0, length);
}
// 6. 关闭资源
fw.close();
fr.close();
}
}1.9.2 字符流操作效率问题
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单字节拷贝操作
package com.qfedu.a_inputstream; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; /* * 单字节拷贝数据 */ public class Demo8 { public static void main(String[] args) throws IOException { long start = System.currentTimeMillis(); // 南水北调 西气东输 // 1. 明确数据源 File srcFile = new File("D:/aaa/1.mp4"); // 2. 明确目的地 File destFile = new File("D:/aaa/byteStream.mp4"); // 3. 创建FileInputStream输入流对象，读取源文件数据 FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile); // 4. 创建FileOutputStream输出流对象，写入数据到目标文件 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile); int content = -1; while ((content = fis.read()) != -1) { fos.write(content); } fos.close(); fis.close(); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Time : " + (end - start)); } } -
缓冲数组形式操作
package com.qfedu.a_inputstream; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; /* * 字节流拷贝文件 */ public class Demo9 { public static void main(String[] args) throws IOException { long start = System.currentTimeMillis(); // 南水北调 西气东输 // 1. 明确数据源 File srcFile = new File("D:/aaa/1.mp4"); // 2. 明确目的地 File destFile = new File("D:/aaa/byteStream.mp4"); // 3. 创建FileInputStream输入流对象，读取源文件数据 FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile); // 4. 创建FileOutputStream输出流对象，写入数据到目标文件 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile); // 5. 完成数据拷贝过程，读取数据，写入数据 byte[] buf = new byte[1024 * 16]; int length = -1; while ((length = fis.read(buf)) != -1) { fos.write(buf, 0, length); } // 6. 关闭资源 先关后开 fos.close(); fis.close(); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Time : " + (end - start)); } } -
有缓冲和无缓冲对比
（1）在没有使用缓冲的情况下，每一次需要向磁盘申请一个字节数据，然后写入一个字节数据，这样会导致代码中打开和关闭磁盘的次数太多的情况，极大的影响效率。
（2）使用缓冲之后，降低了对于磁盘的开启和关闭次数，并且符合CPU操作磁盘的模式，CPU从磁盘读取数据是每一次4KB
2.项目
2.1 项目持久化操作
需要完成的方法：
（1）把StudentManager对象中存储的数据，写入到文件中
（2）从文件中读取内容，解析成Student对象，存储到StudentManager对象中
/**
* 保存数据到文件
*
* @param filePath 指定的文件路径
* @throws IOException IO异常
*/
public void saveDataToFile(String filePath) throws IOException {
// 字符缓冲输出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(filePath));
// 循环遍历StudentManager对象中，存储学生信息的ArrayList对象。
for (int i = 0; i < allStus.size(); i++) {
// 得到学生信息数据字符串
String data = allStus.get(i).getStudentData();
// 写入数据到文件
bw.write(data);
// 在文件中加入一个换行，作为分隔标记
bw.newLine();
}
// 关闭资源
bw.close();
}
/**
* 从文件中读取数据到StudentManager对象中，存储到ArrayList内
*
* @param filePath 指定的文件路径
* @throws IOException IO异常
*/
public void readDataFromFile(String filePath) throws IOException {
// 字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
String data = null;
// readLine从文件中读取一行数据，返回值类型是字符串类型
while ((data = br.readLine()) != null) {
// 利用学生类的工具方法解析数据字符串，得到学生对象
Student stu = Student.parseStudent(data);
// 存储学生对象到ArrayList中
allStus.add(stu);
}
br.close();
} 【补充知识点——Java开发中常用英文单词简写】
length ==> len
argument ==> arg
offset ==> off
buffer ==> buf
source ==> src
result ==> ret
image ==> img
destination ==> dest, dst