史上最骚最全最详细的IO流教程,小白都能看懂!

转自
https://yichun.blog.csdn.net/article/details/102831084

前言

在博主认为真正懂IO流的优秀程序员每次在使用IO流之前都会明确分析如下四点:

(1)明确要操作的数据是数据源还是数据目的(也就是要读还是要写)
(2)明确要操作的设备上的数据是字节还是文本
(3)明确数据所在的具体设备
(4)明确是否需要额外功能(比如是否需要转换流、高效流等)

1 、IO流的四点明确

(1)明确要操作的数据是数据源还是数据目的(要读还是要写)

源:
InputStream  Reader

目的:
OutputStream  Writer

(2)明确要操作的设备上的数据是字节还是文本(字符)

源:
字节: InputStream
文本(字符): Reader

目的:
字节: OutputStream
文本(字符): Writer

(3)明确数据所在的具体设备

源设备:
硬盘:文件 File开头
内存:数组,字符串
键盘:System.in
网络:Socket

对应目的设备:
硬盘:文件 File开头
内存:数组,字符串
屏幕:System.out
网络:Socket

(4)明确是否需要额外功能

需要转换—— 转换流 InputStreamReader 、OutputStreamWriter
需要高效—— 缓冲流Bufferedxxx
多个源—— 序列流 SequenceInputStream
对象序列化—— ObjectInputStream、ObjectOutputStream
保证数据的输出形式—— 打印流PrintStream 、Printwriter
操作基本数据,保证字节原样性——DataOutputStream、DataInputStream

2、File类

至于IO流,也就是输入输出流,从文件出发到文件结束,至始至终都离不开文件,所以IO流还得从文件File类讲起。

1.1 File概述

java.io.File 类是专门对文件进行操作的类,只能对文件本身进行操作,不能对文件内容进行操作。
java.io.File 类是文件和目录路径名的抽象表示,主要用于文件和目录的创建、查找和删除等操作。

怎么理解上面两句话?其实很简单!

第一句就是说File跟流无关,File类不能对文件进行读和写也就是输入和输出!
第二句就是说File主要表示类似D:\文件目录1与D:\文件目录1\文件.txt,前者是文件夹(Directory)后者则是文件(file),而File类就是操作这两者的类。

1.2 构造方法

在java中,一切皆是对象,File类也不例外,不论是哪个对象都应该从该对象的构造说起,所以博主来分析分析File类的构造方。首先从API开始着手
我们主要来学习一下比较常用的三个:

  • 1、 public File(String pathname) :通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的 File实例。
  • 2、 public File(String parent, String child) :从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的 File实例。
  • 3、 public File(File parent, String child) :从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的 File实例。
1. 一个File对象代表硬盘中实际存在的一个文件或者目录。
2.  File类构造方法不会给你检验这个文件或文件夹是否真实存在,因此无论该路径下是否存在文件或者目录,都不影响File对象的创建。
// 文件路径名 
String path = "D:\\123.txt";
File file1 = new File(path); 

// 文件路径名
String path2 = "D:\\1\\2.txt";
File file2 = new File(path2);     -------------相当于D:\\1\\2.txt

// 通过父路径和子路径字符串
 String parent = "F:\\aaa";
 String child = "bbb.txt";
 File file3 = new File(parent, child);  --------相当于F:\\aaa\\bbb.txt

// 通过父级File对象和子路径字符串
File parentDir = new File("F:\\aaa");
String child = "bbb.txt";
File file4 = new File(parentDir, child); --------相当于F:\\aaa\\bbb.txt

1.3 常用方法

File的常用方法主要分为获取功能、获取绝对路径和相对路径、
判断功能、创建删除功能的方法

1.3.1 获取功能的方法
    1. public String getAbsolutePath() :返回此File的绝对路径名字符串。
    1. public String getPath() :将此File转换为路径名字符串。
    1. public String getName() :返回由此File表示的文件或目录的名称。
    1. public long length() :返回由此File表示的文件的长度。
public class FileGet {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:/aaa/bbb.java");     
        System.out.println("文件绝对路径:"+f.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件构造路径:"+f.getPath());
        System.out.println("文件名称:"+f.getName());
        System.out.println("文件长度:"+f.length()+"字节");

        File f2 = new File("d:/aaa");     
        System.out.println("目录绝对路径:"+f2.getAbsolutePath());
        System.out.println("目录构造路径:"+f2.getPath());
        System.out.println("目录名称:"+f2.getName());
        System.out.println("目录长度:"+f2.length());
    }
}
输出结果:
文件绝对路径:d:\aaa\bbb.java
文件构造路径:d:\aaa\bbb.java
文件名称:bbb.java
文件长度:2116字节

目录绝对路径:d:\aaa
目录构造路径:d:\aaa
目录名称:aaa
目录长度:3236
1.3.2 绝对路径和相对路径

绝对路径:一个完整的路径,以盘符开头,例如F://aaa.txt。
相对路径:一个简化的路径,不以盘符开头,例如//aaa.txt//b.txt。

1、路径是不区分大小写
2、路径中的文件名称分隔符windows使用反斜杠,反斜杠是转义字符,两个反斜杠代表一个普通的反斜杠

1.3.3判断功能的方法
  • 1、 public boolean exists() :此File表示的文件或目录是否实际存在。
  • 2、 public boolean isDirectory() :此File表示的是否为目录。
  • 3、public boolean isFile() :此File表示的是否为文件。
public class FileIs {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:\\aaa\\bbb.java");
        File f2 = new File("d:\\aaa");
        // 判断是否存在
        System.out.println("d:\\aaa\\bbb.java 是否存在:"+f.exists());
        System.out.println("d:\\aaa 是否存在:"+f2.exists());
        // 判断是文件还是目录
        System.out.println("d:\\aaa 文件?:"+f2.isFile());
        System.out.println("d:\\aaa 目录?:"+f2.isDirectory());
    }
}
输出结果:
d:\aaa\bbb.java 是否存在:true
d:\aaa 是否存在:true
d:\aaa 文件?:false
d:\aaa 目录?:true
1.3.4 创建删除功能的方法
  • public boolean createNewFile() :文件不存在,创建一个新的空文件并返回true,文件存在,不创建文件并返回false。
  • public boolean delete() :删除由此File表示的文件或目录。
  • public boolean mkdir() :创建由此File表示的目录。
  • public boolean mkdirs() :创建由此File表示的目录,包括任何必需但不存在的父目录。

其中,mkdirs()和mkdir()方法类似,但mkdir(),只能创建一级目录,mkdirs()可以创建多级目录比如//a//b//c,所以开发中一般用mkdirs();注意:delete方法,如果此File表示目录,则目录必须为空才能删除。

package base.FileSDemo;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

/**
 * @author duyanyan
 * @date 2021/5/21 14:09
 */
public class FileCreateDelete {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
       //文件创建
        File f =new File("aaa.txt");
        System.out.println("是否存在" + f.exists());
        System.out.println("是否创建" + f.createNewFile());
        System.out.println("是否创建" + f.createNewFile());
        System.out.println("是否存在" + f.exists());

        System.out.println("-----------------------");
        //创建多级目录
        File f2 = new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println("是否创建" + f2.mkdir());
        File f3 = new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println("是否创建" + f3.mkdirs());

        System.out.println("-----------------------");
        //删除
        System.out.println("删除" + f.delete());

        //目录的删除
        System.out.println("目录的删除" + f2.delete());

    }
}

是否存在false
是否创建true
是否创建false
是否存在true
-----------------------
是否创建true
是否创建false
-----------------------
删除true
目录的删除true
1.4 目录的遍历
  • public String[] list() :返回一个String数组,表示该File目录中的所有子文件或目录。

  • public File[] listFiles() :返回一个File数组,表示该File目录中的所有的子文件或目录。

public class FileFor {
    public static void main(String[] args) {
        File dir = new File("G:\光标");
      
        //获取当前目录下的文件以及文件夹的名称。
        String[] names = dir.list();
        for(String name : names){
            System.out.println(name);
        }
        //获取当前目录下的文件以及文件夹对象,只要拿到了文件对象,那么就可以获取更多信息
        File[] files = dir.listFiles();
        for (File file : files) {
            System.out.println(file);
        }
    }
}

listFiles在获取指定目录下的文件或者文件夹时必须满足下面两个条件
1,指定的目录必须存在
2,指定的必须是目录。否则容易引发返回数组为null,出现NullPointerException异常

》》》》》》》》》》》》》》》》》》

3、初探IO流

1.1 什么是IO

我们把这种数据的传输,可以看做是一种数据的流动,按照流动的方向,以内存为基准,分为输入input 和输出output ,即流向内存是输入流,流出内存的输出流。

Java中I/O操作主要是指使用java.io包下的内容,进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据,输出也叫做作写出数据。

1.2 IO的分类

根据数据的流向分为:输入流 和 输出流。

输入流 :把数据从其他设备上读取到内存中的流。
输出流 :把数据从内存 中写出到其他设备上的流。
根据数据的类型分为:字节流 和 字符流。

字节流 :以字节为单位,读写数据的流。适合读取除文本外的视频,语音,图像等二进制文件。InputStream 、 OutputStream
字符流 :以字符为单位,读写数据的流,一次读取2个字节,适合读取纯文本。Reader、Writer


由这四个类的子类名称基本都是以其父类名作为子类名的后缀。
如:InputStream的子类FileInputStream。
如:Reader的子类FileReader。

1.3 关于IO的分流向说明

流入内存,Reader, 流出内存。Writer
字节流、字符流

2.1 文件的世界里一切皆为字节

我们必须明确一点的是,一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时,都是以二进制数字的形式保存,都一个一个的字节,那么传输时一样如此。所以,字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候,我们要时刻明确,无论使用什么样的流对象,底层传输的始终为二进制数据。

2.2 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(父类),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,不要问我OutputStream为啥可以定义字节输出流的基本共性功能方法,熊dei啊,上一句说过了OutputStream是字节输出流的所有类的超类,继承知识,懂?(如果是真的不理解的小白同学,可以点击蓝色字体继承进入补习)

字节输出流的基本共性功能方法:

1、 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。
2、 public void flush() :刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
3、 public void write(byte[] b):将 b.length个字节从指定的字节数组写入此输出流。
4、 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。 也就是说从off个字节数开始读取一直到len个字节结束
5、 public abstract void write(int b) :将指定的字节输出流。
以上五个方法则是字节输出流都具有的方法,由父类OutputStream定义提供,子类都会共享以上方法

FileOutputStream类

OutputStream有很多子类,我们从最简单的一个子类FileOutputStream开始。看名字就知道是文件输出流,用于将数据写出到文件。

FileOutputStream构造方法

不管学啥子,只有是对象,就从构造方法开始!

1、 public FileOutputStream(File file):根据File对象为参数创建对象。
2、 public FileOutputStream(String name): 根据名称字符串为参数创建对象
推荐第二种构造方法【开发常用】:

FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("abc.txt");

就以上面这句代码来讲,类似这样创建字节输出流对象都做了三件事情:
1、调用系统功能去创建文件【输出流对象才会自动创建】
2、创建outputStream对象
3、把outputStream对象指向这个文件

注意:
创建输出流对象的时候,系统会自动去对应位置创建对应文件,而创建输出流对象的时候,文件不存在则会报FileNotFoundException异常,也就是系统找不到指定的文件异常。

当你创建一个流对象时,必须直接或者间接传入一个文件路径。比如现在我们创建一个FileOutputStream流对象,在该路径下,如果没有这个文件,会创建该文件。如果有这个文件,会清空这个文件的数据。有兴趣的童鞋可以测试一下,具体代码如下:

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("G:\\自动创建的文件夹\\a.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("G:\\b.txt");
    }
}

FileOutputStream写出字节数据

使用FileOutputStream写出字节数据主要通过Write方法,而write方法分如下三种

public void write(int b)
public void write(byte[] b)
public void write(byte[] b,int off,int len)  //从`off`索引开始,`len`个字节

写出字节:write(int b) 方法,每次可以写出一个字节数据,代码如下:

public class IoWrite {
    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");     
        // 写出数据
        fos.write(97); // 写出第1个字节
        fos.write(98); // 写出第2个字节
        fos.write(99); // 写出第3个字节
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果:
abc

虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字节的信息写出。
流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。

FileOutputStream实现数据追加续写、换行

经过以上的代码测试,每次程序运行,每次创建输出流对象,都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据,还能继续追加新数据呢?并且实现换行呢?其实很简单,这个时候我们又要再学习FileOutputStream的另外两个构造方法了,如下:

1、public FileOutputStream(File file, boolean append)

2、public FileOutputStream(String name, boolean append)

这两个构造方法,第二个参数中都需要传入一个boolean类型的值,true 表示追加数据,false 表示不追加也就是清空原有数据。这样创建的输出流对象,就可以指定是否追加续写了,至于Windows换行则是 \n\r ,下面将会详细讲到。

package base.FileSDemo;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

/**
 * @author duyanyan
 * @date 2021/5/21 14:56
 */
public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileOutputStream fod = new FileOutputStream("fos.txt",true);
        byte[] b = "abcde".getBytes();
        fod.write(b);
        fod.close();
    }
}
运行两次,文件中数据abcdeabcde

2.3 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(父类),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。

字节输入流的基本共性功能方法:

1、 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。
2、public abstract int read(): 从输入流读取数据的下一个字节。
3、 public int read(byte[] b): 该方法返回的int值代表的是读取了多少个字节,读到几个返回几个,读取不到返回-1

FileInputStream类

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

FileInputStream的构造方法

1、 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。
2、 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。

同样的,推荐使用第二种构造方法:

 FileInputStream inputStream = new FileInputStream("a.txt");

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

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");
    }
}

FileInputStream读取字节数据

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,代码测试如下【read.txt文件中内容为abcde】:

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");//read.txt文件中内容为abcde
        // 读取数据,返回一个字节
        int read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        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
b
c
d
e
-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

在开发中一般强烈推荐使用数组读取文件,代码如下:

package base.FileSDemo;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

/**
 * @author duyanyan
 * @date 2021/5/21 15:18
 */
public class Input2 {
    public static void main(String[] args) {
        FileInputStream fileInputStream = null;
        try {
             fileInputStream = new FileInputStream("fos.txt");
            int len;
            byte[] bytes = new byte[1024];
            while ((len = fileInputStream.read(bytes))!=-1){
                System.out.println(new String(bytes,0,len));
            }
        }  catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                fileInputStream.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

字节流FileInputstream复制图片

原理:从已有文件中读取数据,将该字节写出到另一个文件中

package base.FileSDemo;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

/**
 * @author duyanyan
 * @date 2021/5/21 15:06
 */
public class CopyPic {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\four.jpg");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\copy.jpg");

        //读写数据 。在开发中一般强烈推荐使用数组读取文件,代码如下:
       // 定义字节数组,作为装字节数据的容器
        byte[] bytes = new byte[1024];
        //定义长度 ,作为有效个数
        int len;
        //循环读取
        while ((len = fis.read(bytes)) != -1){
            fos.write(bytes,0,len);
        }

        fos.close();
        fis.close();

    }
}

注:复制文本、图片、mp3、视频等的方式一样。

到这里,已经从File类讲到了字节流OutputStream与InputStream,而现在将主要从字符流Reader和Writer的故事开展。

字符流Reader和Writer的故事

字符流

字符流的由来:因为数据编码的不同,因而有了对字符进行高效操作的流对象,字符流本质其实就是基于字节流读取时,去查了指定的码表,而字节流直接读取数据会有乱码的问题(读中文会乱码),这个时候小白同学就看不懂了,没事,咋们先来看个程序:

package base.FileSDemo;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

/**
 * @author duyanyan
 * @date 2021/5/21 15:26
 */
public class CharStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
  //FileInputStream为操作文件的字符输入流
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("fos.txt"); //内容为中文

        int len;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while ((len = fileInputStream.read()) !=-1){
            System.out.print((char)len);
        }
        fileInputStream.close();
    }
}
结果:æ��è¯�ç��ç�¡

字节流读取中文字符时,可能不会显示完整的字符,那是因为一个中文字符占用多个字节存储。

尽管字节流也能有办法决绝乱码问题,但是还是比较麻烦,于是java就有了字符流,字符为单位读写数据,字符流专门用于处理文本文件。如果处理纯文本的数据优先考虑字符流,其他情况就只能用字节流了(图片、视频、等等只文本例外)。

从另一角度来说:字符流 = 字节流 + 编码表

1、 字符输入流(Reader)

java.io.Reader抽象类是字符输入流的所有类的超类(父类),可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。

字符输入流的共性方法:

  • 1、public void close() :关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。
  • 2、 public int read(): 从输入流读取一个字符。
  • 3、 public int read(char[] cbuf): 从输入流中读取一些字符,并将它们存储到字符数组 cbuf中

FileReader类
java.io.FileReader类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

构造方法

  • 1、FileReader(File file): 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的File对象。
  • 2、 FileReader(String fileName): 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的文件的字符串名称。
    构造方法的使用就算不写应该都很熟悉了吧,代码如下:
public class FileReaderConstructor throws IOException{
    public static void main(String[] args) {
        // 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileReader fr = new FileReader(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("b.txt");
    }
}

FileReader读取字符数据

读取字符:read方法,每次可以读取一个字符的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1,循环读取,代码使用演示:

package base.FileSDemo;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

/**
 * @author duyanyan
 * @date 2021/5/21 15:43
 */
public class FRread {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
       FileReader fileReader = new FileReader("fos.txt");
        // 定义变量,保存数据
        int len;
//循环读取
        while ((len = fileReader.read())!=-1){
            System.out.println((char)len);
        }
        // 关闭资源
    fileReader.close();
    }
}

2、字符输出流(Writer)

java.io.Writer抽象类是字符输出流的所有类的超类(父类),将指定的字符信息写出到目的地。它同样定义了字符输出流的基本共性功能方法。

字符输出流的基本共性功能方法:

1、void write(int c) 写入单个字符。
2、void write(char[] cbuf)写入字符数组。
3、 abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)写入字符数组的某一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数。
4、 void write(String str)写入字符串。
5、void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。
6、void flush()刷新该流的缓冲。
7、void close() 关闭此流,但要先刷新它。

FileWriter类

java.io.FileWriter类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

构造方法

1、 FileWriter(File file): 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的File对象。
2、FileWriter(String fileName): 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的文件的名称。

public class FileWriterConstructor {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 第一种:使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter(file);
      
        // 第二种:使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
    }
}

FileWriter写出数据

写出字符:write(int b) 方法,每次可以写出一个字符数据,代码使用演示:

package base.FileSDemo;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/**
 * @author duyanyan
 * @date 2021/5/21 15:50
 */
public class FWwrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /// 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fileWriter = new FileWriter("writer.txt");
        // 写出数据
        fileWriter.write("这是文本数据");

        //关闭资源时,与FileOutputStream不同。 如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。
        fileWriter.close();

    }
}
文件中会有中文数据这是文本数据

【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。 如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。

关闭close和刷新flush

因为内置缓冲区的原因,如果不关闭输出流,无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象,是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据,又想继续使用流,就需要flush 方法了。

flush :刷新缓冲区,流对象可以继续使用。
close: 先刷新缓冲区,然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。

flush还是比较有趣的,童鞋们不自己运行一下还真不好体会,现在博主就写个程序让你体会体会:
字符流

package base.FileSDemo;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/**
 * @author duyanyan
 * @date 2021/5/21 16:16
 */
public class Filereadwrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //目的地  也就是输出流 /系统会自动创建copt.txt,因为它是输出流!
        FileWriter fileWriter = new FileWriter("copt.txt");
        //源   也就是输入流【读取流】 读取a.txt文件 //必须要存在a.txt文件,否则报FileNotFoundException异常
        FileReader fileReader = new FileReader("writer.txt");

        int len;
        while ((len = fileReader.read())!=-1){
            fileWriter.write(len);
        }
       // 注意这里是没有使用close关闭流,开发中不能这样做,但是为了更好的体会flush的作用
    }
}

运行效果是怎么样的呢?答案是b.txt文件中依旧是空的,是的并没有任何东西,为啥呢?熊dei啊,我在上面就用红色字体特别标注过了,就是这句话: 【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。 如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。这个时候反应过来了吧,可见实践例子的重要性,编程就是这样,不去敲,永远学不会!!!所以一定要去敲,博主没敲过10万行代码真的没有脸出去说自己是学java的。所以,大家一定要多思考,多敲啊!!!

所以,我们在以上的代码中再添加下面三句代码,就完美了,b.txt文件就能复制到源文件的数据了!

flush()这个函数是清空的意思,用于清空缓冲区的数据流,进行流的操作时,数据先被读到内存中,然后再用数据写到文件中,那么当你数据读完时,我们如果这时调用close()方法关闭读写流,这时就可能造成数据丢失,为什么呢?因为,读入数据完成时不代表写入数据完成,一部分数据可能会留在缓存区中,这个时候flush()方法就格外重要了。

好了,接下来close使用代码如下:

public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 写出数据,通过flush
        fw.write('刷'); // 写出第1个字符
        fw.flush();
        fw.write('新'); // 继续写出第2个字符,写出成功
        fw.flush();
      
        // 写出数据,通过close
        fw.write('关'); // 写出第1个字符
        fw.close();
        fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
        fw.close();
    }
}

即便是flush方法写出了数据,操作的最后还是要调用close方法,释放系统资源。

FileWriter的续写和换行

续写和换行:操作类似于FileOutputStream操作(上一篇博客讲到过),直接上代码:

package base.FileSDemo;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/**
 * @author duyanyan
 * @date 2021/5/21 16:22
 */
public class FWhuanhang {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象,可以续写数据
        FileWriter fileWriter = new FileWriter("huanhang.txt");

        //写出字符串
        fileWriter.write("第三");
        // 写出换行
        fileWriter.write("\r");
        //写出字符串
        fileWriter.write("第四");

        fileWriter.close();
    }
}
输入流不需要文件,输入流文件一定要存在,因为人家要从他那里读取呀

最后再次强调:
字符流,只能操作文本文件,不能操作图片,视频等非文本文件。当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流

IO异常的处理

我们在学习的过程中可能习惯把异常抛出,而实际开发中并不能这样处理,建议使用try...catch...finally 代码块,处理异常部分,格式代码如下:

public class HandleException1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明变量
        FileWriter fw = null;
        try {
            //创建流对象
            fw = new FileWriter("fw.txt");
            // 写出数据
            fw.write("哥敢摸si"); //哥敢摸si
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (fw != null) {
                    fw.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

好了,到这里,字符流Reader和Writer的故事的到这里了!

前面主要写了一些基本的流作为IO流的入门。从这里开始将要见识一些更强大的流。比如能够高效读写的缓冲流,能够转换编码的转换流,能够持久化存储对象的序列化流等等,而这些强大的流都是在基本的流对象基础之上而来的!这些强大的流将伴随着我们今后的开发!

1、缓冲流【掌握】

1.1 简要概述

首先我们来认识认识一下缓冲流,也叫高效流,是对4个FileXxx 流的“增强流”。

缓冲流的基本原理:

  • 1、使用了底层流对象从具体设备上获取数据,并将数据存储到缓冲区的数组内。
  • 2、通过缓冲区的read()方法从缓冲区获取具体的字符数据,这样就提高了效率。
  • 3、如果用read方法读取字符数据,并存储到另一个容器中,直到读取到了换行符时,将另一个容器临时存储的数据转成字符串返回,就形成了readLine()功能。

也就是说在创建流对象时,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。

缓冲书写格式为BufferedXxx,按照数据类型分类:

字节缓冲流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream
字符缓冲流:BufferedReader,BufferedWriter

1.2 字节缓冲流

构造方法

public BufferedInputStream(InputStream in) :创建一个新的缓冲输入流,注意参数类型为InputStream。
public BufferedOutputStream(OutputStream out): 创建一个新的缓冲输出流,注意参数类型为OutputStream。

构造举例代码如下:

//构造方式一: 创建字节缓冲输入流【但是开发中一般常用下面的格式申明】
FileInputStream fps = new FileInputStream(b.txt);
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fps)

//构造方式一: 创建字节缓冲输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("b.txt"));

///构造方式二: 创建字节缓冲输出流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("b.txt"));

感受缓冲流的高效

缓冲流读写方法与基本的流是一致的,我们通过复制370多MB的大文件,测试它的效率。

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("py.exe");//exe文件够大
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copyPy.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");
    }
}
不好意思十分钟过去了还在玩命复制中...

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("py.exe"));
         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copyPy.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

1.3 字符缓冲流

构造方法

相同的来看看其构造,其格式以及原理和字节缓冲流是一样一样的!

  • public BufferedReader(Reader in) :创建一个新的缓冲输入流,注意参数类型为Reader。
  • public BufferedWriter(Writer out): 创建一个新的缓冲输出流,注意参数类型为Writer。

构造举例,代码如下:

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

字符缓冲流特有方法

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

BufferedReader:public String readLine(): 读一行数据。 读取到最后返回null
BufferedWriter:public void newLine(): 换行,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("a.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("b.txt"));
        // 写出数据
      bw.write("哥");
        // 写出换行
      bw.newLine();
      bw.write("敢");
      bw.newLine();
      bw.write("摸屎");
      bw.newLine();
      bw.write("你敢吗?");
      bw.newLine();
    // 释放资源
      bw.close();
  }
}
输出效果:
哥
敢
摸屎
你敢吗?

1.4 字符缓冲流练习

把下面的按序号排序

6.你说你的程序叫简单,我说我的代码叫诗篇
1.一想到你我就哦豁豁豁豁豁豁豁豁豁豁…哦nima个头啊,完全不理人家受得了受不了
8.Just 简单你和我 ,Just 简单程序员
3.约了地点却忘了见面 ,懂得寂寞才明白浩瀚
5.沉默是最大的发言权
2.总是喜欢坐在电脑前, 总是喜欢工作到很晚
7.向左走 又向右走,我们转了好多的弯
4.你从来就不问我,你还是不是那个程序员

分析:首先用字符输入缓冲流创建个源,里面放没有排过序的文字,之后用字符输出缓冲流创建个目标接收,排序的过程就要自己写方法了哦,可以从每条诗词的共同点“.”符号下手!

代码


import java.io.*;
import java.util.HashMap;

/**
 * @author duyanyan
 * @date 2021/5/21 16:41
 * 用缓冲流的技术把上面的诗篇归顺序
 */
public class BufferTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建map集合,保存文本数据,键为序号,值为文字
        HashMapstringHashMap = new HashMap<>();
        // 创建流对象  源
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("shi.txt"));
        //目标
        BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter("shicopy.txt"));

        //读取数据
        String len =null;
        while ((len = bufferedReader.readLine())!= null) {
            //解析文本
            String[] split = len.split("\\.");
            //保存到集合
            stringHashMap.put(split[0], split[1]);
        }
            //释放资源
            bufferedReader.close();

            //遍历map集合
            for (int i = 1; i <= stringHashMap.size(); i++) {
                String key = String.valueOf(i);
                // 获取map中文本
                String value = stringHashMap.get(key);
                //写出拼接文本
                bufferedWriter.write(key + "." + value);
                //写出换行
                bufferedWriter.newLine();
            }
            //释放资源
            bufferedWriter.close();

    }
}

3、序列化流【理解】

(1)可以把对象写入文本文件或者在网络中传输
(2)如何实现序列化呢?
让被序列化的对象所属类实现序列化接口。
该接口是一个标记接口。没有功能需要实现。
(3)注意问题:
把数据写到文件后,在去修改类会产生一个问题。
如何解决该问题呢?
在类文件中,给出一个固定的序列化id值。
而且,这样也可以解决黄色警告线问题
(4)面试题:
什么时候序列化?
如何实现序列化?
什么是反序列化?

3.1 何谓序列化

Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象,该字节序列包含该对象的数据、对象的类型和对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后,相当于文件中持久保存了一个对象的信息。

反之,该字节序列还可以从文件中读取回来,重构对象,对它进行反序列化。对象的数据、对象的类型和对象中存储的数据信息,都可以用来在内存中创建对象。看图理解序列化:


到内存中,反序列化,到文件中序列化

3.2 ObjectOutputStream类

java.io.ObjectOutputStream 类,将Java对象的原始数据类型写出到文件,实现对象的持久存储。

构造方法

public ObjectOutputStream(OutputStream out): 创建一个指定OutputStream的ObjectOutputStream
构造代码如下:

FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("aa.txt");
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);

序列化操作

1、一个对象要想序列化,必须满足两个条件:

  • 该类必须实现java.io.Serializable 接口,Serializable 是一个标记接口,不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化,会抛出NotSerializableException 。

  • 该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的,则该属性必须注明是瞬态的,使用transient 关键字修饰。

public class Employee implements java.io.Serializable {
    public String name;
    public String address;
    public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化
    public void addressCheck() {
        System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);
    }
}

2.写出对象方法
public final void writeObject (Object obj) : 将指定的对象写出。

public class SerializeDemo{
    public static void main(String [] args)   {
        Employee e = new Employee();
        e.name = "zhangsan";
        e.address = "beiqinglu";
        e.age = 20; 
        try {
            // 创建序列化流对象
          ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("employee.txt"));
            // 写出对象
            out.writeObject(e);
            // 释放资源
            out.close();
            fileOut.close();
            System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名,地址被序列化,年龄没有被序列化。
        } catch(IOException i)   {
            i.printStackTrace();
        }
    }
}
输出结果:
Serialized data is saved

3.3 ObjectInputStream类

ObjectInputStream反序列化流,将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象。

构造方法

public ObjectInputStream(InputStream in): 创建一个指定InputStream的ObjectInputStream。

反序列化操作1

如果能找到一个对象的class文件,我们可以进行反序列化操作,调用ObjectInputStream读取对象的方法:
public final Object readObject () : 读取一个对象。

public class DeserializeDemo {
   public static void main(String [] args)   {
        Employee e = null;
        try {       
             // 创建反序列化流
             FileInputStream fileIn = new FileInputStream("employee.txt");
             ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
             // 读取一个对象
             e = (Employee) in.readObject();
             // 释放资源
             in.close();
             fileIn.close();
        }catch(IOException i) {
             // 捕获其他异常
             i.printStackTrace();
             return;
        }catch(ClassNotFoundException c)  {
            // 捕获类找不到异常
             System.out.println("Employee class not found");
             c.printStackTrace();
             return;
        }
        // 无异常,直接打印输出
        System.out.println("Name: " + e.name);  // zhangsan
        System.out.println("Address: " + e.address); // beiqinglu
        System.out.println("age: " + e.age); // 0
    }
}

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