java -- IO流

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简介

键盘、内存、硬盘、外接设备等与电脑进行交互的数据
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。
分类

根据数据的流向分为:输入流输出流

  • 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:字节流字符流

  • 字节流 :以字节为单位,读写数据的流。
  • 字符流 :以字符为单位,读写数据的流。
IO流顶层父类

类含义java.io.OutputStream字节输出流顶层父类,抽象类,定义了写出数据方法write()。java.io.InputStream字节输入流顶层父类,抽象类,定义了读取数据方法read()。java.io.Writer字符输出流顶层父类,抽象类,定义了写出数据方法write()。java.io.Reader字符输入流顶层父类,抽象类,定义了读取数据方法read()。字节流

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。
提示:8个二进制位为1个字节,0000 0000 是1个字节。
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 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。
注意: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

OutputStream有很多子类,我们从最简单的一个子类开始。
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。如果有这个文件,会清空这个文件的数据。
  1. public class FileOutputStreamConstructor  {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException{
  3.                     // 使用File对象创建流对象
  4.         File file = new File("a.txt");
  5.         FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
  6.       
  7.         // 使用文件名称创建流对象
  8.         //FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.txt");
  9.     }
  10. }
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写出字节数据

  • 写出字节:write(int b) 方法,每次可以写出一个字节数据,代码使用演示:
  1. public static void main(String[] args) throws IOException {
  2.     // 使用文件名称创建流对象
  3.     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
  4.     // 写出数据
  5.     fos.write(97); // 写出第1个字节
  6.     fos.write(98); // 写出第2个字节
  7.     fos.write(99); // 写出第3个字节
  8.     // 关闭资源
  9.     fos.close();
  10. }
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注意

  • 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。
  • 写出的整数被直接写在目的文件中。
  • 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。


  • 写出字节数组:write(byte[] b),每次可以写出数组中的数据,代码使用演示:
  1. public static void main(String[] args) throws IOException {
  2.     // 使用文件名称创建流对象
  3.     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
  4.     // 字符串转换为字节数组
  5.     byte[] b = "abcdef".getBytes();
  6.     // 写出字节数组数据
  7.     fos.write(b);
  8.     // 关闭资源
  9.     fos.close();
  10. }
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  • 写出指定长度字节数组:write(byte[] b, int off, int len) ,每次写出从off索引开始,len表示写出的个字节个数。
  1. public static void main(String[] args) throws IOException {
  2.     // 使用文件名称创建流对象
  3.     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
  4.     // 字符串转换为字节数组
  5.     byte[] b = "abcde".getBytes();
  6.     // 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。
  7.     fos.write(b,2,2);
  8.     // 关闭资源
  9.     fos.close();
  10. }
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数据追加续写
经过以上的演示,每次程序运行,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,还能继续添加新数据呢?

  • 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:
  1. public static void main(String[] args) throws IOException {
  2.      // 使用文件名称创建流对象
  3.      FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt",true);     
  4.      // 字符串转换为字节数组
  5.      byte[] b = "abcde".getBytes();
  6.      // 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。
  7.      fos.write(b);
  8.      // 关闭资源
  9.      fos.close();
  10. }
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IO中write方法


  • 我调用write方法写出数据的时候,JDK源代码中最终调用的方法是writeBytes()方法。
  • private native void writeBytes(byte b[], int off, int len, boolean append)throws IOException

    • 方法是本地方法是和操作系统交互的方法。
    • 操作系统本身就具有IO功能,因此JVM是调用操作系统中的功能实现数据的读写!

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 。
2.6 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
  1. public class FileInputStreamConstructor {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException{
  3.                     // 使用File对象创建流对象
  4.         File file = new File("a.txt");
  5.         FileInputStream fos = new FileInputStream(file);
  6.       
  7.         // 使用文件名称创建流对象
  8.         FileInputStream fos = new FileInputStream("b.txt");
  9.     }
  10. }
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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,代码使用演示:
  1. public static void main(String[] args) throws IOException{
  2.     // 使用文件名称创建流对象
  3.     FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
  4.     // 读取数据,返回一个字节
  5.     int read = fis.read();
  6.     System.out.println((char) read);
  7.     read = fis.read();
  8.     System.out.println((char) read);
  9.     read = fis.read();
  10.     System.out.println((char) read);
  11.     read = fis.read();
  12.     System.out.println((char) read);
  13.     read = fis.read();
  14.     System.out.println((char) read);
  15.     // 读取到末尾,返回-1
  16.     read = fis.read();
  17.     System.out.println( read);
  18.     // 关闭资源
  19.     fis.close();
  20. }
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注意:如果文件中存在-1,我们在读取文件时也不会直接读取到-1,因为-1是两个字节,即-和1。每个文件都会被操作系统赋予一个结束的标识,JVM调用操作系统功能实现文件读取的,因此操作系统读取到文件结束标识后,会将表示返回到JVM中,而JVM接收到文件结束标识后,返回read()方法-1。
使用循环改进:
  1. public static void main(String[] args) throws IOException{
  2.     // 使用文件名称创建流对象
  3.     FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
  4.     // 定义变量,保存数据
  5.     int b = 0 ;
  6.     // 循环读取
  7.     while ((b = fis.read())!=-1) {
  8.             System.out.println((char)b);
  9.     }
  10.     // 关闭资源
  11.     fis.close();
  12. }
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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:
  1. public static void main(String[] args) throws IOException{
  2.     // 使用文件名称创建流对象.
  3.     FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
  4.     // 定义变量,作为有效个数
  5.     int len ;
  6.     // 定义字节数组,作为装字节数据的容器   
  7.     byte[] b = new byte[2];
  8.     // 循环读取
  9.     while (( len= fis.read(b))!=-1) {
  10.     // 每次读取后,把数组变成字符串打印
  11.             System.out.println(new String(b));
  12.     }
  13.     // 关闭资源
  14.     fis.close();
  15. }
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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:
  1. public static void main(String[] args) throws IOException{
  2.     // 使用文件名称创建流对象.
  3.     FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
  4.     // 定义变量,作为有效个数
  5.     int len ;
  6.     // 定义字节数组,作为装字节数据的容器   
  7.     byte[] b = new byte[2];
  8.     // 循环读取
  9.     while (( len= fis.read(b))!=-1) {
  10.     // 每次读取后,把数组的有效字节部分,变成字符串打印
  11.             System.out.println(new String(b,0,len));//  len 每次读取的有效字节个数
  12.     }
  13.     // 关闭资源
  14.     fis.close();
  15. }
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异常处理

在字节流的案例中,我们一直使用的是throws抛出异常。如果出现异常的话,程序将不会执行close()方法,因此异常需要使用try catch进行处理。

  • try外声明变量,try内建立对象。

    • 目的是提升变量的作用域。

  • finally中进行资源释放。

    • 进行流对象非空判断。
    • 如果有多个流对象,单独进行释放

  1. public static void main(String[] args){
  2.         FileOutputStream fos = null;
  3.     try{
  4.             fos.write(100);
  5.     }catch(IOException ex){
  6.             ex.PrintStackTrace();
  7.     }finally{
  8.         if(fos!=null)
  9.             try{
  10.                 fos.close();
  11.             }catch(IOException ex){
  12.                 ex.PrintStackTrace();
  13.             }
  14.     }
  15. }
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文件复制
  1. public static void main(String[] args) throws IOException {
  2.      // 1.创建流对象
  3.      // 1.1 指定数据源
  4.      FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg");
  5.      // 1.2 指定目的地
  6.      FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");
  7.      // 2.读写数据
  8.      // 2.1 定义数组
  9.      byte[] b = new byte[1024];
  10.      // 2.2 定义长度
  11.      int len;
  12.      // 2.3 循环读取
  13.      while ((len = fis.read(b))!=-1) {
  14.          // 2.4 写出数据
  15.          fos.write(b, 0 , len);
  16.      }
  17.      // 3.关闭资源
  18.      fos.close();
  19.      fis.close();
  20. }
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字符流

当使用字节流读取文本文件时,可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时,可能不会显示完整的字符,那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供一些字符流类,以字符为单位读写数据,专门用于处理文本文件。
字符输入流Reader

java.io.Reader抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类,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。

  • public void close() :关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。
  • public int read(): 从输入流读取一个字符。
  • 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。
小贴士:

  • 字符编码:字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。
    idea中UTF-8
  • 字节缓冲区:一个字节数组,用来临时存储字节数据。
构造方法

  • FileReader(File file): 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的File对象。
  • FileReader(String fileName): 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的文件的名称。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。

  • 构造举例,代码如下:
  1. public class FileReaderConstructor throws IOException{
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.                     // 使用File对象创建流对象
  4.         File file = new File("a.txt");
  5.         FileReader fr = new FileReader(file);
  6.         // 使用文件名称创建流对象
  7.         FileReader fr = new FileReader("b.txt");
  8.     }
  9. }
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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:
  1. public class FRRead {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  3.               // 使用文件名称创建流对象
  4.                FileReader fr = new FileReader("read.txt");
  5.               // 定义变量,保存数据
  6.         int b ;
  7.         // 循环读取
  8.         while ((b = fr.read())!=-1) {
  9.             System.out.println((char)b);
  10.         }
  11.                 // 关闭资源
  12.         fr.close();
  13.     }
  14. }
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小贴士:虽然读取了一个字符,但是会自动提升为int类型。

  • 使用字符数组读取:read(char[] cbuf),每次读取b的长度个字符到数组中,返回读取到的有效字符个数,读取到末尾时,返回-1 ,代码使用演示:
  1. public class FRRead {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  3.               // 使用文件名称创建流对象
  4.                FileReader fr = new FileReader("read.txt");
  5.               // 定义变量,保存有效字符个数
  6.         int len ;
  7.         // 定义字符数组,作为装字符数据的容器
  8.          char[] cbuf = new char[2];
  9.         // 循环读取
  10.         while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
  11.             System.out.println(new String(cbuf));
  12.         }
  13.                 // 关闭资源
  14.         fr.close();
  15.     }
  16. }
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获取有效的字符改进,代码使用演示:
  1. public class FISRead {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  3.               // 使用文件名称创建流对象
  4.                FileReader fr = new FileReader("read.txt");
  5.               // 定义变量,保存有效字符个数
  6.         int len ;
  7.         // 定义字符数组,作为装字符数据的容器
  8.         char[] cbuf = new char[2];
  9.         // 循环读取
  10.         while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
  11.             System.out.println(new String(cbuf,0,len));
  12.         }
  13.             // 关闭资源
  14.         fr.close();
  15.     }
  16. }
复制代码
字符输出流Writer

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

  • public abstract 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 abstract void flush()  :刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字符被写出。
  • public void write(int c) :写出一个字符。
  • public void write(char[] cbuf):将 b.length字符从指定的字符数组写出此输出流。
  • public abstract void write(char[] b, int off, int len) :从指定的字符数组写出 len字符,从偏移量 off开始输出到此输出流。
  • public void write(String str) :写出一个字符串。
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

  • FileWriter(File file): 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的File对象。
  • FileWriter(String fileName): 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的文件的名称。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径,类似于FileOutputStream。

  • 构造举例,代码如下:
  1. public class FileWriterConstructor {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  3.                     // 使用File对象创建流对象
  4.         File file = new File("a.txt");
  5.         FileWriter fw = new FileWriter(file);
  6.       
  7.         // 使用文件名称创建流对象
  8.         FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
  9.     }
  10. }
复制代码
基本写出数据
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:
  1. public class FWWrite {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  3.         // 使用文件名称创建流对象
  4.         FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
  5.               // 写出数据
  6.               fw.write(97); // 写出第1个字符
  7.               fw.write('b'); // 写出第2个字符
  8.               fw.write('C'); // 写出第3个字符
  9.               fw.write(30000); // 写出第4个字符,中文编码表中30000对应一个汉字。
  10.       
  11.               /*
  12.         【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。
  13.                如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。
  14.         */
  15.         // fw.close();
  16.     }
  17. }
  18. 输出结果:
  19. abC田
复制代码
小贴士:

  • 虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字符的信息写出。
  • 未调用close方法,数据只是保存到了缓冲区,并未写出到文件中。
关闭和刷新
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 :关闭流,释放系统资源。关闭前会刷新缓冲区。
代码使用演示:
  1. public class FWWrite {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  3.         // 使用文件名称创建流对象
  4.         FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
  5.         // 写出数据,通过flush
  6.         fw.write('刷'); // 写出第1个字符
  7.         fw.flush();
  8.         fw.write('新'); // 继续写出第2个字符,写出成功
  9.         fw.flush();
  10.       
  11.               // 写出数据,通过close
  12.         fw.write('关'); // 写出第1个字符
  13.         fw.close();
  14.         fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
  15.         fw.close();
  16.     }
  17. }
复制代码
小贴士: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。
写出其他数据

  • 写出字符数组 :write(char[] cbuf) 和 write(char[] cbuf, int off, int len) ,每次可以写出字符数组中的数据,用法类似FileOutputStream,代码使用演示:
  1. public class FWWrite {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  3.         // 使用文件名称创建流对象
  4.         FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
  5.               // 字符串转换为字节数组
  6.               char[] chars = "刺客伍六七".toCharArray();
  7.               // 写出字符数组
  8.               fw.write(chars); // 刺客伍六七
  9.         fw.write(b,2,2);
  10.               // 关闭资源
  11.         fos.close();
  12.     }
  13. }
复制代码

  • 写出字符串:write(String str) 和 write(String str, int off, int len) ,每次可以写出字符串中的数据,更为方便,代码使用演示:
  1. public class FWWrite {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  3.         // 使用文件名称创建流对象
  4.         FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
  5.               // 字符串
  6.               String msg = "刺客伍六七";
  7.               // 写出字符数组
  8.               fw.write(msg);
  9.         fw.write(msg,2,2);
  10.         // 关闭资源
  11.         fos.close();
  12.     }
  13. }
复制代码

  • 续写和换行:操作类似于FileOutputStream。
  1. public class FWWrite {
  2.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  3.         // 使用文件名称创建流对象,可以续写数据
  4.         FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt",true);
  5.               // 写出字符串
  6.         fw.write("刺客");
  7.               // 写出换行
  8.               fw.write("\r\n");
  9.               // 写出字符串
  10.                   fw.write("伍六七");
  11.               // 关闭资源
  12.         fw.close();
  13.     }
  14. }
复制代码
小贴士: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

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这个人很懒什么都没写!

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