十五：IO流

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声明：本文是在CSDN博主「lsqstudy」的原创文章基础上修改的，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议

原文链接：https://blog.csdn.net/PorkBird/article/details/113666542

IDEA中导入第三方jar包：p619

01、File类的使用

1.1、File类的实例化

  • java.io.File类：文件和文件目录路径的抽象表示形式，与平台无关
  • File类中涉及到关于文件或文件目录的创建、删除、重命名、修改时间、文件大小等方法，并未涉及到 写入或读取 文件内容的操作。如果需要读取或写入文件内容，必须使用IO流来完成。
  • 想要在Java程序中表示一个真实存在的文件或目录，那么必须有一个File对象，但是Java程序中的一个File对象，可能没有一个真实存在的文件或目录。
  • 后续 File类的对象 常会作为参数传递到流的构造器中，指明读取或写入的"终点".
import org.junit.Test;
import java.io.File;

/**
 * File类的使用
 *
 * 1. File类的一个对象，代表一个文件或一个文件目录(俗称：文件夹)
 * 2. File类声明在java.io包下
 */
public class FileTest {
    /**
     * 1.如何创建file类的实例
     *      File(String Pathname):以filePath为路径创建File对象，可以是绝对路径或者相对路径
     *      File(String parent,String child):以parentPath为父路径，childPath为子路径创建File对象。
     *      File(File parent,String child):根据一个父File对象和子文件路径创建File对象
     * 2.
     *   相对路径：相较于某个路径下，指明的路径。
     *   绝对路径：包含盘符在内的文件或文件目录的路径
     *
     *   关于相对路径：
     *   IDEA中：如果大家开发使用JUnit中的单元测试方法测试，相对路径即为当前Module下。
     *           如果大家使用main()方法测试，相对路径即为当前的Project下。
     *   Eclipse：不管使用单元测试方法还是使用main()测试，相对路径都是当前的Project下。
     *
     * 3.路径分隔符
     *      windows：\\
     *      UNIX：/
     * 4.Java程序支持跨平台运行，因此路径分隔符要慎用。
     *   为了解决这个隐患，File类提供了一个常量：public  static final String separator。
     *   根据操作系统，动态的提供分隔符。
     *
     * File file1= new File("d:\\Work\\info.txt");
     * File file2= new File("d:"+ File.separator+ "Work"+ File.separator+ "info.txt");
     * File file3= new File("d:/Work");
     *
     */
    @Test
    public void test(){
        //构造器1：
        File file1 = new File("hello.txt"); //因为是在单元测试方法中，所以相对路径是相对于当前module.
        File file2 = new File("D:\\workspace_idea1\\JavaSenior\\day08\\num.txt"); //绝对路径

        System.out.println(file1); //hello.txt
        System.out.println(file2); //D:\workspace_idea1\JavaSenior\day08\num.txt

        //构造器2：
        File file3 = new File("D:\\workspace_idea1","JavaSenior");
        System.out.println(file3); //D:\workspace_idea1\JavaSenior

        //构造器3：
        File file4 = new File(file3,"hi.txt");
        System.out.println(file4); //D:\workspace_idea1\JavaSenior\hi.txt
    }

}

1.2、File类的常用方法

1.常用方法1

import org.junit.Test;
import java.io.File;
import java.util.Date;

public class FileTest {

    /**
     * 1.File类的获取功能
     *
     * public String getAbsolutePath()：获取绝对路径
     * public String getPath() ：获取路径
     * public String getName() ：获取名称
     * public String getParent()：获取上层文件目录路径。若无，返回null
     * public long length() ：获取文件长度（即：字节数）。不能获取目录的长度。
     * public long lastModified() ：获取最后一次的修改时间，毫秒值
     *
     * 如下的两个方法适用于文件目录：
     * public String[] list() ：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组
     * public File[] listFiles() ：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的File数组
     */
    @Test
    public void test2(){
        File file = new File("Hello.txt");
        File file2 = new File("D:\\存放\\workspace_idea1\\JavaSenior\\study\\num.txt");

        System.out.println(file.getAbsolutePath()); //D:\存放\workspace_idea1\JavaSenior\study\Hello.txt
        System.out.println(file.getPath()); //Hello.txt
        System.out.println(file.getName()); //Hello.txt
        System.out.println(file.getParent()); //null
        System.out.println(file.length()); //0
        System.out.println(new Date(file.lastModified()));//最后一次修改的时间,Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970

        System.out.println("******************");

        System.out.println(file2.getAbsolutePath());//D:\存放\workspace_idea1\JavaSenior\study\num.txt
        System.out.println(file2.getPath());//D:\存放\workspace_idea1\JavaSenior\study\num.txt
        System.out.println(file2.getName());//num.txt
        System.out.println(file2.getParent());//D:\存放\workspace_idea1\JavaSenior\study
        System.out.println(file2.length());//0
        System.out.println(file2.lastModified());//0
    }

    @Test
    public void test3(){
        //文件需存在！！！
        File file = new File("D:\\存放\\workspace_idea1\\JavaSenior");
		
        //1)获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组
        String[] list = file.list();
        for(String s : list){
            System.out.println(s);//遍历上面路径下的文件或文件目录(文件夹)的名称
        }

        System.out.println("************");
		
        //2)获取指定目录下的所有文件或者文件目录的File数组
        File[] files = file.listFiles();
        for(File f : files){
            System.out.println(f);//其实调用的是File的toString()方法
        }
    }

    /**
     * 2.File类的重命名功能（移动位置 + 改名）
     *
     *  public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径
     *    比如：file1.renameTo(file2)为例：
     *         要想保证返回true,需要file1在硬盘中是存在的，且file2不能在硬盘中存在。
     */
    @Test
    public void test4(){
        File file1 = new File("Hello.txt");
        File file2 = new File("E:\\大三\\dada.txt");

        boolean renameTo = file1.renameTo(file2);//移动位置 + 改名
        System.out.println(renameTo);
    }
}

2.常用方法2

import org.junit.Test;
import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class FileTest {

    /**
     * 3.File类的判断功能
     *
     * public boolean isDirectory()：判断是否是文件目录
     * public boolean isFile() ：判断是否是文件
     * public boolean exists() ：判断是否存在
     * public boolean canRead() ：判断是否可读
     * public boolean canWrite() ：判断是否可写
     * public boolean isHidden() ：判断是否隐藏
     */
    @Test
    public void test5(){
        File file1 = new File("Hello.txt");//相对路径，在此module下存在文件Hello.txt

        System.out.println(file1.isDirectory());//false
        System.out.println(file1.isFile());//true
        System.out.println(file1.exists());//true
        System.out.println(file1.canRead());//true
        System.out.println(file1.canWrite());//true
        System.out.println(file1.isHidden());//false

        System.out.println("******************");

        File file2 = new File("E:\\大三");//这是一个文件目录，此电脑中存在该文件目录

        System.out.println(file2.isDirectory());//true
        System.out.println(file2.isFile());//false
        System.out.println(file2.exists());//true
        System.out.println(file2.canRead());//true
        System.out.println(file2.canWrite());//true
        System.out.println(file2.isHidden());//false
    }

    /**
     * 4.File类的创建功能：创建硬盘中对应的文件或文件目录
     *
     * public boolean createNewFile() ：创建文件。若文件存在，则不创建，返回false
     * public boolean mkdir() ：创建文件目录。如果此文件目录存在，就不创建了。如果此文件目录的上层目录不存在，也不创建。
     * public boolean mkdirs() ：创建文件目录。如果此文件目录存在，就不创建了。如果上层文件目录不存在，一并创建
     * 注意：如果你创建文件或者文件目录没有写盘符路径，那么，默认在项目路径下。
     *
     * 5.File类的删除功能：删除磁盘中的文件或文件目录
     *
     * public boolean delete()：删除文件或者文件夹
     *     删除注意事项：Java中的删除不走回收站。
     */
    @Test
    public void test6() throws IOException {
        File file1 = new File("hi.txt");
        if(!file1.exists()){ //如果这个文件不存在
            //文件的创建
            file1.createNewFile();//相对路径，相对于当前module
            System.out.println("创建成功");
        }else{//如果文件存在
            file1.delete();
            System.out.println("删除成功");
        }
    }

    @Test
    public void test7(){
        //文件目录(文件夹)的创建
        File file1 = new File("E:\\大三\\hello1");

        boolean mkdir = file1.mkdir();//创建文件目录。如果文件不存在，就返回true
        if(mkdir){
            System.out.println("创建成功1");
        }

        File file2 = new File("E:\\大三\\hello2");

        boolean mkdir1 = file2.mkdirs();
        if(mkdir1){
            System.out.println("创建成功2");
        }

        //要想删除成功，hello1文件目录下不能有子目录或文件
        File file3 = new File("E:\\大三\\hello1");
        System.out.println(file3.delete());
    }
}

1.3、课后练习

1.练习1

import org.testng.annotations.Test;
import java.io.File;
import java.io.IOException;

/**
 * 1. 利用File构造器，new一个文件目录file
 *    1)在其中创建多个文件和目录
 *    2)编写方法，实现删除file中指定文件的操作
 */
public class FileTest {
    @Test
    public void test() throws IOException {
        File file = new File("E:\\大三\\io\\hello.txt");

        //创建一个与file同目录下的另外一个文件，文件名为：haha.txt
        File destFile = new File(file.getParent(),"haha.txt");

        boolean newFile = destFile.createNewFile();
        if(newFile){
            System.out.println("创建成功！");
        }
    }
}

2.练习2

import org.junit.Test;
import java.io.File;
import java.io.FilenameFilter;

/**
 * 2.判断指定目录下是否有后缀名为.jpg的文件，如果有，就输出该文件名称
 */
public class FindJPGFileTest {

    //1.方法1
    @Test
    public void test(){
        File srcFile = new File("d:\\code");

        String[] fileNames = srcFile.list();
        for(String fileName : fileNames){
            if(fileName.endsWith(".jpg")){
                System.out.println(fileName);
            }
        }
    }

    //2.方法2
    @Test
    public void test2(){
        File srcFile = new File("d:\\code");

        File[] listFiles = srcFile.listFiles();
        for(File file : listFiles){
            if(file.getName().endsWith(".jpg")){
                System.out.println(file.getAbsolutePath());
            }
        }
    }

    /**
     * File类提供了两个文件过滤器方法
     * public String[] list(FilenameFilter filter)
     * public File[] listFiles(FileFilter filter)
     */
    //3.方法3
    @Test
    public void test3(){
        File srcFile = new File("d:\\code");

        File[] subFiles = srcFile.listFiles(new FilenameFilter() {

            @Override
            public boolean accept(File dir, String name) {
                return name.endsWith(".jpg");
            }
        });

        for(File file : subFiles){
            System.out.println(file.getAbsolutePath());
        }
    }
}

3.练习3

import java.io.File;

/**
 * 3. 遍历指定目录所有文件名称，包括子文件目录中的文件。
 *      拓展1：并计算指定目录占用空间的大小
 *      拓展2：删除指定文件目录及其下的所有文件
 */
public class ListFilesTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 递归:文件目录
        /** 打印出指定目录所有文件名称，包括子文件目录中的文件 */

        // 1.创建目录对象
        File dir = new File("E:\\teach\\01_javaSE\\_尚硅谷Java编程语言\\3_软件");

        // 2.打印目录的子文件
        printSubFile(dir);
    }

    // 方式一：递归实现
    public static void printSubFile(File dir) {
        // 打印目录的子文件
        File[] subfiles = dir.listFiles();

        for (File f : subfiles) {
            if (f.isDirectory()) {// 文件目录
                printSubFile(f);
            } else {// 文件
                System.out.println(f.getAbsolutePath());
            }

        }
    }

    // 方式二：循环实现
    // 列出file目录的下级内容，仅列出一级的话
    // 使用File类的String[] list()比较简单
    public void listSubFiles(File file) {
        if (file.isDirectory()) {
            String[] all = file.list();
            for (String s : all) {
                System.out.println(s);
            }
        } else {
            System.out.println(file + "是文件！");
        }
    }

    // 列出file目录的下级，如果它的下级还是目录，接着列出下级的下级，依次类推
    // 建议使用File类的File[] listFiles()
    public void listAllSubFiles(File file) {
        if (file.isFile()) {
            System.out.println(file);
        } else {
            File[] all = file.listFiles();
            // 如果all[i]是文件，直接打印
            // 如果all[i]是目录，接着再获取它的下一级
            for (File f : all) {
                listAllSubFiles(f);// 递归调用：自己调用自己就叫递归
            }
        }
    }

    // 拓展1：求指定目录所在空间的大小
    // 求任意一个目录的总大小
    public long getDirectorySize(File file) {
        // file是文件，那么直接返回file.length()
        // file是目录，把它的下一级的所有大小加起来就是它的总大小
        long size = 0;
        if (file.isFile()) {
            size += file.length();
        } else {
            File[] all = file.listFiles();// 获取file的下一级
            // 累加all[i]的大小
            for (File f : all) {
                size += getDirectorySize(f);// f的大小;
            }
        }
        return size;
    }

    // 拓展2：删除指定的目录
    public void deleteDirectory(File file) {
        // 如果file是文件，直接delete
        // 如果file是目录，先把它的下一级干掉，然后删除自己
        if (file.isDirectory()) {
            File[] all = file.listFiles();
            // 循环删除的是file的下一级
            for (File f : all) {// f代表file的每一个下级
                deleteDirectory(f);
            }
        }
        // 删除自己
        file.delete();
    }
}

02、IO流原理及流的分类

2.1、IO流原理

  • I/O是Input/Output的缩写，I/O技术是非常实用的技术，用于处理设备之间的数据传输。如读/写文件，网络通讯等。
  • Java程序中，对于数据的输入/输出操作以“流(stream)”的方式进行。
  • java.io包下提供了各种“流”类和接口，用以获取不同种类的数据，并通过标准的方法输入或输出数据。
  • 输入input：读取外部数据（磁盘、光盘等存储设备的数据）到程序（内存）中。
  • 输出output：将程序（内存）数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。

2.2、流的分类

  • 按操作数据单位不同分为：字节流(8 bit)（0、1二进制为基本单位），字符流(16 bit)（以char为基本单位）
  • 按数据流的流向不同分为：输入流，输出流
  • 按流的角色的不同分为：节点流，处理流
抽象基类 字节流 字符流
输入流 InputStream Reader
输出流 OutputStream Writer
  1. Java的IO流共涉及40多个类，实际上非常规则，都是从如下4个抽象基类派生的。
  2. 由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀。

2.3、IO 流体系

蓝色背景的流需要重点关注。

03、节点流(或文件流)

3.1、FileReader读入数据的基本操作

读取文件的四个通用步骤：

1.创建File类的对象，指明读取的数据来源。（要求此文件一定要存在）
2.创建相应的输入流，将File类的对象作为参数，传入流的构造器中。
例如：fr = new FileReader(file);//参数是File类的对象，也可以直接写文件的路径！！！！！
3.具体的读入过程：
    创建相应的 byte[] 或 char[]
4.关闭流资源。

说明：程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。

import org.junit.Test;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

/**
 * 一、流的分类：
 * 1.操作数据单位：字节流、字符流
 * 2.数据的流向：输入流、输出流
 * 3.流的角色：节点流、处理流
 *
 * 二、流的体系结构
 * 抽象基类         节点流（或文件流）                               缓冲流（处理流的一种）
 * InputStream     FileInputStream   (read(byte[] buffer))        BufferedInputStream (read(byte[] buffer))
 * OutputStream    FileOutputStream  (write(byte[] buffer,0,len)  BufferedOutputStream (write(byte[] buffer,0,len) / flush()
 * Reader          FileReader (read(char[] cbuf))                 BufferedReader (read(char[] cbuf) / readLine())
 * Writer          FileWriter (write(char[] cbuf,0,len)           BufferedWriter (write(char[] cbuf,0,len) / flush()
 */
public class FileReaderWriterTest {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("hello.txt");//相较于当前工程
        System.out.println(file.getAbsolutePath());

        File file1 = new File("study2\\hello.txt");//相较于当前工程，在当前工程下找到Module：study2
        System.out.println(file1.getAbsolutePath());
    }

    /**
     * 将day09下的hello.txt文件内容读入程序中，并输出到控制台
     *
     * 说明点：
     *     1. read()的理解：返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
     *     2. 异常的处理：为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally处理
     *     3. 读入的文件一定要存在，否则就会报FileNotFoundException。
     *
     */
    @Test
    public void test(){
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.实例化File对象，指明要操作的文件
            File file = new File("hello.txt");//相较于当前的Module
            //2.提供具体的流
            fr = new FileReader(file);

            //3.数据的读入过程  read():返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1.
            int data; //读入的字符会自动转换成该字符对应的数字
            while((data = fr.read()) != -1){
                System.out.print((char) data);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //4.流的关闭操作
//            try {
//                if(fr != null)
//                    fr.close();
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }

            //或
            if(fr != null){
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
    }
}

3.2、FileReader中使用read(char[] cbuf)读入数据

import org.junit.Test;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class FileReaderWriterTest {

    //对read()操作升级：使用read的重载方法,read(char[] cbuf)
    @Test
    public void test2(){
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.File类的实例化
            File file = new File("hello.txt");

            //2.FileReader流的实例化
            fr = new FileReader(file);

            //3.读入的操作
            //read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。如果达到文件末尾，返回-1
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;//记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //方式一：
                //错误的写法
//                for(int i = 0;i < cbuf.length;i++){
//                    System.out.print(cbuf[i]);
//                }
                //正确的写法
//                for(int i = 0;i < len;i++){
//                    System.out.print(cbuf[i]);
//                }

                //方式二：
                //错误的写法,对应着方式一的错误的写法
//                String str = new String(cbuf);//数组转化为字符串，相当于数组里面有什么全取出来了
//                System.out.print(str);
                //正确的写法
                String str = new String(cbuf,0,len);//数组里的元素从头开始取，取len个
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(fr != null){
                //4.资源的关闭
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

}

3.3、FileWriter写出数据的操作

写入文件的四个通用步骤：

1.创建File类的对象，指明读取的数据的位置。（不要求此文件一定要存在）
2.创建相应的输出流，将File类的对象作为参数，传入流的构造器中。
例：fw = new FileWriter(file,false);//是否在原有文件基础上追加：false
3.具体的写出过程：
   write(char[]/byte[] buffer, 0, len)
4.关闭流资源。

说明：程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。

import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class FileReaderWriterTest {
    /**
     * 从内存中写出数据到硬盘的文件里。
     *
     * 说明：
     * 1.输出操作，对应的File可以不存在的。并不会报异常
     * 2.
     *   File对应的硬盘中的文件如果不存在，在输出的过程中，会自动创建此文件。
     *   File对应的硬盘中的文件如果存在：
     *       如果流使用的构造器是：FileWriter(file,false) / FileWriter(file):对原有文件的覆盖
     *       如果流使用的构造器是：FileWriter(file,true):不会对原有文件覆盖，而是在原有文件基础上追加内容
     */
    @Test
    public void test3(){
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1.提供File类的对象，指明写出到的文件
            File file = new File("hello1.txt");

            //2.提供FileWriter的对象，用于数据的写出
            fw = new FileWriter(file,false);//是否在原有文件基础上追加：false

            //3.写出的操作
            fw.write("I have a dream!\n"); //换行：\n
            fw.write("you need to have a dream!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.流资源的关闭
            if(fw != null){

                try {
                    fw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

3.4、使用FileReader和FileWriter实现文本文件的复制

import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class FileReaderWriterTest {
    
    @Test
    public void test4() {
        FileReader fr = null;
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1.创建File类的对象，指明读入和写出的文件
            File srcFile = new File("hello1.txt");
            File destFile = new File("hello2.txt");

            //不能使用字符流来处理图片等字节数据
//            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
//            File destFile = new File("爱情与友情1.jpg");

            //2.创建输入流和输出流的对象
            fr = new FileReader(srcFile);
            fw = new FileWriter(destFile);

            //3.数据的读入和写出操作
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;//记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
            
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                fw.write(cbuf,0,len); //每次写出len个字符
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭流资源
            //方式一：
//            try {
//                if(fw != null)
//                    fw.close();
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }finally{
//                try {
//                    if(fr != null)
//                        fr.close();
//                } catch (IOException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//            }
            //方式二：
            try {
                if(fw != null)
                    fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            try {
                if(fr != null)
                    fr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

3.5、使用FileInputStream不能读取文本文件的测试

import org.junit.Test;
import java.io.*;

/**
 * 结论：
 *    1. 对于文本文件(.txt,.java,.c,.cpp)，使用字符流处理。
 *       对于文本文件，如果只是复制（读+写，不在内存方面读出来），也可以使用字节流处理。
 *     
 *    2. 对于非文本文件(.jpg,.mp3,.mp4,.avi,.doc,.ppt,...)，使用字节流处理。
 *       但是对于非文本文件，即使只是复制，也不能使用字符流处理。
 */
public class FileIOPutTest {
    //使用字节流FileInputStream处理文本文件，可能出现乱码。
    @Test
    public void testFileInputStream(){
        FileInputStream fis = null;
        try {
            //1.造文件
            File file = new File("hello.txt");

            //2.造流
            fis = new FileInputStream(file);

            //3.读数据
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;//记录每次读取的字节的个数
            while((len = fis.read(buffer)) != -1){
                String str = new String(buffer,0,len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(fis != null) {
                //4.关闭资源
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

3.6、使用FileInputStream和FileOutputStream读写非文本文件

import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class FileIOPutTest {

    /**
     * 实现对图片的复制操作
     */
    @Test
    public void testFileInputOutputStream()  {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File("QQ图片.jpg");
            File destFile = new File("QQ图片2.jpg");

            //2.造流
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(destFile);

            //3.读、写数据
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;
            while((len = fis.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }
            System.out.println("复制成功");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fos != null){
                //4.关闭资源
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }
}

3.7、使用FileInputStream和FileOutputStream复制文件的方法测试

import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class FileIOPutTest {

    //指定路径下文件的复制
    public void copyFile(String srcPath,String destPath){
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);

            //2.造流
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(destFile);

            //3.读、写数据
            byte[] buffer = new byte[1024];//复制视频，数组的长度大一点
            int len;
            while((len = fis.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fos != null){
                //4.关闭资源
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }

    @Test
    public void testCopyFile(){

        long start = System.currentTimeMillis();

        String srcPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\视频-1.mp4";
        String destPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\视频-2.mp4";

        //对于文本文件，如果只是复制（读+写，不在内存方面读出来），使用字节流处理也行。
//        String srcPath = "hello.txt";
//        String destPath = "hello3.txt";

        copyFile(srcPath,destPath);

        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("复制操作花费的时间为：" + (end - start));
    }
}

04、缓冲流

注意：flush()的作用：一旦显示地调用flush()，它就会把内存中的数据写出去。write()方法里面有flush()，一般不用显示地调用。

  • 为了提高数据读写的速度，Java API提供了带缓冲功能的流类，在使用这些流类时，会创建一个内部缓冲区数组，缺省使用8192个字节(8Kb)的缓冲区

  • 缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，根据数据操作单位可以把缓冲流分为：
    • BufferedInputStream和BufferedOutputStream
    • BufferedReader和BufferedWriter
  • 当使用BufferedInputStream读取字节文件时，BufferedInputStream会一次性从文件中读取8192个(8Kb)，存在缓冲区中，直到缓冲区装满了，才重新从文件中读取下一个8192个字节数组。
  • 向流中写入字节时，不会直接写到文件，先写到缓冲区中直到缓冲区写满，BufferedOutputStream才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用方法flush()可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流

4.1、缓冲流(字节型)实现非文本文件的复制

import org.junit.Test;
import java.io.*;

/**
 * 处理流之一：缓冲流的使用
 *
 *  1.缓冲流：
 *  BufferedInputStream
 *  BufferedOutputStream
 *  BufferedReader
 *  BufferedWriter
 *
 *  2.作用：提供流的读取、写入的速度
 *    提高读写速度的原因：内部提供了一个缓冲区
 *
 *  3. 处理流，就是“套接”在已有的流的基础上。
 */
public class BufferedTest {

    /**
     * 实现非文本文件的复制
     */
    @Test
    public void BufferedStreamTest(){
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;

        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File("QQ图片.jpg");
            File destFile = new File("QQ图片3.jpg");

            //2.造流
            //2.1 造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            //2.2 造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            //3.复制的细节：读取、写入
            byte[] buffer = new byte[10];
            int len;
            while((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer,0,len);
//                bos.flush();//刷新缓冲区
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源关闭
            //要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            if(bos != null){
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(bis != null){
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭，我们可以省略.
//        fos.close();
//        fis.close();
        }
    }
}

4.2、缓冲流与节点流读写速度对比

import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class BufferedTest {

    //实现文件复制的方法
    public void copyFileWithBuffered(String srcPath,String destPath){
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;

        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);
            //2.造流
            //2.1 造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            //2.2 造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            //3.复制的细节：读取、写入
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源关闭
            //要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            if(bos != null){
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(bis != null){
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }

    @Test
    public void testCopyFileWithBuffered(){
        long start = System.currentTimeMillis();

        String srcPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\视频-1.mp4";
        String destPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\视频-3.mp4";


        copyFileWithBuffered(srcPath,destPath);

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("复制操作花费的时间为：" + (end - start));
    }
}

4.3、缓冲流(字符型)实现文本文件的复制

import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class BufferedTest {
    /**
     * 使用BufferedReader和BufferedWriter实现文本文件的复制
     */
    @Test
    public void test4(){
        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            //1,2.创建文件和相应的流
            br = new BufferedReader(new FileReader(new File("hello.txt")));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("hello2.txt")));

            //3.读写操作
            //方式一：使用char[]数组
//            char[] cbuf = new char[1024];
//            int len;
//            while((len = br.read(cbuf)) != -1){
//                bw.write(cbuf,0,len);
//            }

            //方式二：使用String
            String data;
            while((data = br.readLine()) != null){ //br.readLine()，一次读一行
                //方法一：
//                bw.write(data + "\n"); //data中不包含换行符

                //方法二：
                bw.write(data);//data中不包含换行符
                bw.newLine();//提供换行的操作
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭资源
            if(bw != null){
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(br != null){
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

4.4、缓冲流课后练习

1、练习2

//图片的加密：每个字节 ^ 5。 解密：每个字节再次 ^ 5。
import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class PicTest {

    //图片的加密
    @Test
    public void test() {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("QQ图片.jpg");//参数也可以直接写文件的路径
            fos = new FileOutputStream("QQ图片secret.jpg");

            byte[] buffer = new byte[20];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                //对字节数据进行修改
                //错误的，增强for循环是把buffer里面的数据取出来，赋给了一个新的变量b了，buffer本身没变
//                for (byte b : buffer) {
//                    b = (byte) (b ^ 5);
//                }

                //正确的
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    buffer[i] = (byte) (buffer[i] ^ 5);
                }

                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

    //图片的解密
    @Test
    public void test2() {

        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("QQ图片secret.jpg");
            fos = new FileOutputStream("QQ图片2.jpg");

            byte[] buffer = new byte[20];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                //字节数组进行修改
                //错误的
//                for (byte b : buffer) {
//                    b = (byte) (b ^ 5);
//                }

                //正确的
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    buffer[i] = (byte) (buffer[i] ^ 5);
                }

                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }
}

2、练习3

import org.junit.Test;
import java.io.*;
import java.util.*;

/**
 * 练习3:获取文本上字符出现的次数,把数据写入文件
 *
 * 思路：
 * 1.遍历文本每一个字符
 * 2.字符出现的次数存在Map中
 * Map<Character,Integer> map = new HashMap<Character,Integer>();
 *
 * 3.把map中的数据写入文件
 */
public class WordCount {

    @Test
    public void testWordCount() {
        FileReader fr = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            //1.创建Map集合
            Map<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();

            //2.遍历每一个字符,每一个字符出现的次数放到map中
            fr = new FileReader("荷塘月色.txt");
            int c = 0;
            while ((c = fr.read()) != -1) {
                //int 还原 char
                char ch = (char) c;
                // 判断char是否在map中第一次出现
                if (map.get(ch) == null) {
                    map.put(ch, 1);
                } else {
                    map.put(ch, map.get(ch) + 1);
                }
            }

            //3.把map中数据存在文件count.txt
            //3.1 创建Writer
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter("wordcount.txt"));

            //3.2 遍历map,再写入数据
            Set<Map.Entry<Character, Integer>> entrySet = map.entrySet();
            for (Map.Entry<Character, Integer> entry : entrySet) {
                switch (entry.getKey()) {
                    case ' ':
                        bw.write("空格=" + entry.getValue());
                        break;
                    case '\t': //\t表示tab 键字符
                        bw.write("tab键=" + entry.getValue());
                        break;
                    case '\r'://
                        bw.write("回车=" + entry.getValue());
                        break;
                    case '\n'://
                        bw.write("换行=" + entry.getValue());
                        break;
                    default:
                        bw.write(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
                        break;
                }
                bw.newLine(); //提供换行的操作
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关流
            if (fr != null) {
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if (bw != null) {
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }
}

05、转换流

1.转换流提供了在字节流和字符流之间的转换

2.Java API提供了两个转换流：

  • InputStreamReader：将InputStream转换为Reader
    • 实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。 解码
    • 需要和InputStream“套接”。
  • OutputStreamWriter：将Writer转换为OutputStream
    • 实现将字符的输出流按指定字符集转换为字节的输出流。 编码
    • 需要和OutputStream“套接”。

3.字节流中的数据都是字符时，转成字符流操作更高效。

4.很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题。实现编码和解码的功能。

5.1、转换流概述与InputStreamReader的使用

import org.junit.Test;
import java.io.*;

/**
 * 处理流之二：转换流的使用
 *
 * 1.转换流：属于字符流(看后缀)
 *      InputStreamReader：将一个字节的输入流转换为字符的输入流
 *      OutputStreamWriter：将一个字符的输出流转换为字节的输出流
 *
 * 2.作用：提供字节流与字符流之间的转换
 *
 * 3.解码：字节、字节数组  --->字符数组、字符串
 *   编码：字符数组、字符串 ---> 字节、字节数组
 *   说明：文件编码的方式（比如：GBK），决定了解析时使用的字符集（也只能是GBK）。
 *
 * 4.字符集
 */
public class InputStreamReaderTest {

    /**
     * 此时处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally（这里只是为了简单）
     * InputStreamReader的使用，实现 字节的输入流 到字符的输入流 的转换
     */
    @Test
    public void test() throws IOException {

        FileInputStream fis = new FileInputStream("荷塘月色.txt");
//        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);//使用系统默认的字符集

        //参数2指明了字符集，具体使用哪个字符集，取决于文件"荷塘月色.txt"保存时使用的字符集
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");

        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            String str = new String(cbuf,0,len);
            System.out.print(str);
        }

        isr.close();
    }

}

5.2、转换流实现文件的读入和写出

import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class InputStreamReaderTest {
    /**
     * 此时处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally（这里只是为了简单）
     *
     * 综合使用InputStreamReader和 OutputStreamWriter。下面的代码呈现的是上图所示情况。
     */
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        //1.造文件、造流
        File file1 = new File("荷塘月色.txt");
        File file2 = new File("荷塘月色_gbk.txt");

        FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);
		
        //参数2指明了字符集，具体使用哪个字符集，取决于文件"荷塘月色.txt"保存时使用的字符集(解码)
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"utf-8");
        
        //参数2指明了字符集，具体使用哪个字符集，无要求(编码)
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"gbk");

        //2.读写过程
        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            osw.write(cbuf,0,len);
        }

        //3.关闭资源
        osw.close();
        isr.close();
    }
}

5.3、多种字符编码集的说明

1、编码表的由来

计算机只能识别二进制数据，早期由来是电信号。为了方便应用计算机，让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示，并一一对应，形成一张表。这就是编码表。

2、常见的编码表（字符集）

  • ASCII：美国标准信息交换码。用一个字节的7位可以表示。
  • ISO8859-1：拉丁码表。欧洲码表。用一个字节的8位表示。
  • GB2312：中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符
  • GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码
  • Unicode：国际标准码，融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。
  • UTF-8：变长的编码方式，可用1-4个字节来表示一个字符。
    • 在标准UTF-8编码中，超出基本多语言范围的字符将被编码为4字节格式，但是在修正的UTF-8编码中，他们由代理编码对表示，然后这些代理编码对在序列中分别重新编码。结果标准UTF-8编码中需要4个字节的字符，在修正后的UTF-8编码中将需要6个字节。

3.对后面学习的启示：

客户端/浏览器端 <-----> 后台（java，GO，Python，Node.js，php） <-----> 数据库

要求前前后后使用的字符集都要统一：UFT-8

4.说明：

  • Unicode不完美，这里就有三个问题：
    一个是，我们已经知道，英文字母只用一个字节表示就够了。
    第二个问题是如何才能区别Unicode和ASCII？计算机怎么知道两个字节表示一个符号，而不是分别表示两个符号呢？
    第三个，如果和GBK等双字节编码方式一样，用最高位是1或0表示两个字节和一个字节，就少了很多值无法用于表示字符，不够表示所有字符。Unicode在很长一段时间内无法推广，直到互联网的出现。
  • 面向传输的众多UTF（UCS Transfer Format）标准出现了，顾名思义，UTF-8就是每次8个位传输数据，而UTF-16就是每次16个位。这是为传输而设计的编码，并使编码无国界，这样就可以显示全世界上所有文化的字符了。
  • Unicode只是定义了一个庞大的、全球通用的字符集，并为每个字符规定了唯一确定的编号，具体存储成什么样的字节流，取决于字符编码方案。推荐的Unicode编码是UTF-8和UTF-16。

06、标准输入、输出流(了解)

  • System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备
  • System.in的类型是InputStream
  • System.out的类型是PrintStream，其是OutputStream的子类FilterOutputStream的子类
  • 重定向：通过System类的setIn，setOut方法对默认设备进行改变。
    • public static void setIn(InputStreamin)
    • public static void setOut(PrintStreamout)
import java.io.*;

/**
 * 其他流的使用
 * 1.标准的输入、输出流
 * 2.打印流
 * 3.数据流
 */
public class OtherStreamTest {

    /**
     * 1.
     *   1.1标准的输入、输出流
     *     System.in:标准的输入流，默认从键盘输入
     *     System.out:标准的输出流，默认从控制台输出
     *   
     *   1.2修改默认的输入和输出行为
     *     System类的setIn(InputStream in) / setOut(PrintStream out)方式重新指定输入和输出的流。
     *
     *   
     *   1.3练习：
     *     从键盘输入字符串，要求将读取到的整行字符串转成大写输出。然后继续进行输入操作，
     *     直至当输入“e”或者“exit”时，退出程序。
     *
     *   方法一：使用Scanner实现，调用next()返回一个字符串。（略）
     *   方法二：使用System.in实现。System.in  --->  转换流 ---> BufferedReader的readLine()
     */
    public static void main(String[] args){
        BufferedReader br = null;
        try {
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
            br = new BufferedReader(isr);

            while (true) {
                System.out.println("请输入字符串：");
                String data = br.readLine(); //br.readLine()，一次读一行
                if ("e".equalsIgnoreCase(data) || "exit".equalsIgnoreCase(data)) {
                    System.out.println("程序结束");
                    break;
                }

                String upperCase = data.toUpperCase();
                System.out.println(upperCase);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }
}

07、打印流(了解)

1.实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出

2.打印流：PrintStream和PrintWriter

  • 提供了一系列重载的print()和println()方法，用于多种数据类型的输出
  • PrintStream和PrintWriter的输出不会抛出IOException异常
  • PrintStream和PrintWriter有自动flush功能
  • PrintStream 打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节。在需要写入字符而不是写入字节的情况下，应该使用PrintWriter 类。
  • System.out返回的是PrintStream的实例
import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class OtherStreamTest {

    /**
     * 2. 打印流：PrintStream 和PrintWriter
     * 2.1 提供了一系列重载的print() 和 println()
     * 2.2 练习：
     */
    @Test
    public void test2() {
        PrintStream ps = null;
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("E:\\大三\\io\\text.txt"));
            // 创建打印输出流,设置为自动刷新模式(写入换行符或字节 '\n' 时都会刷新输出缓冲区)
            ps = new PrintStream(fos, true);
            if (ps != null) {// 把标准输出流(控制台输出)改成文件
                System.setOut(ps);
            }

            for (int i = 0; i <= 255; i++) { // 输出ASCII字符
                System.out.print((char) i); //此时数据不会从控制台输出，会把数据写入到上面路径的文件中
                if (i % 50 == 0) { // 每50个数据一行
                    System.out.println(); // 换行
                }
            }

        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ps != null) {
                ps.close();
            }
        }
    }
}

08、数据流(了解)

1.为了方便地操作Java语言的基本数据类型和String的数据，可以使用数据流。

2.数据流有两个类：(用于读取和写出基本数据类型、String类的数据）

  • DataInputStream和DataOutputStream
  • 分别“套接”在InputStream和OutputStream子类的流上

3.DataInputStream中的方法

boolean readBoolean()	   byte readByte()
char readChar()	           float readFloat()
double readDouble()	       short readShort()
long readLong()	           int readInt()
String readUTF() 字符串	void readFully(byte[s] b) 字节数组

4.DataOutputStream中的方法

  • 将上述的方法的read改为相应的write即可。
import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class OtherStreamTest {    
   /**
     * 3.数据流
     *   3.1 DataInputStream 和 DataOutputStream
     *   3.2 作用：用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串
     *
     *   练习：将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。
     *   注意：处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally.这里只是为了简便。
     */
    @Test
    public void test3() throws IOException {
        //1.
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"));
        //2.
        dos.writeUTF("刘刚");
        dos.flush(); //刷新操作，将内存中的数据写入文件
        dos.writeInt(23);
        dos.flush();
        dos.writeBoolean(true);
        dos.flush();
        //3.
        dos.close();
    }

    /**
     * 将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中，保存在变量中。
     *
     * 注意点：读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时，保存的数据的顺序一致！
     */
    @Test
    public void test4() throws IOException {
        //1.
        DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"));
        //2.
        String name = dis.readUTF();
        int age = dis.readInt();
        boolean isMale = dis.readBoolean();

        System.out.println("name = " + name);
        System.out.println("age = " + age);
        System.out.println("isMale = " + isMale);

        //3.
        dis.close();

    }
}

09、对象流

9.1、对象序列化机制的理解

1.对象流

  • ObjectInputStream和OjbectOutputSteam
  • 用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。
  • 序列化：用ObjectOutputStream类保存基本类型数据或对象的机制
  • 反序列化：用ObjectInputStream类读取基本类型数据或对象的机制
  • ObjectOutputStream和objectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量

2.对象的序列化

  • 对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流，从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上，或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。// 当其它程序获取了这种二进制流，就可以恢复成原来的Java对象.
  • 序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口的对象转化为字节数据，使其在保存和传输时可被还原.
  • 序列化是RMI（Remote Method Invoke –远程方法调用）过程的参数和返回值都必须实现的机制，而RMI 是JavaEE的基础。因此序列化机制是JavaEE平台的基础
  • 如果需要让某个对象支持序列化机制，则必须让对象所属的类及其属性是可序列化的，为了让某个类是可序列化的，该类必须实现如下两个接口之一。否则，会抛出NotSerializableException异常
    • Serializable（用的比较多）
    • Externalizable

9.2、对象流序列化与反序列化字符串操作

import org.junit.Test;
import java.io.*;

/**
 * 对象流的使用
 * 1.ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream
 * 2.作用：用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。
 *        
 */
public class ObjectTest {

    /**
     * 序列化过程：将内存中的java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去.
     * 使用ObjectOutputStream实现.
     */
    @Test
    public void test(){
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            //1.创造流
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            //2.写出操作
            oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));

            //刷新操作
            oos.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(oos != null){
                //3.关闭流
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 反序列化：将磁盘文件中的数据或通过网络传输进来的数据还原为内存中的一个java对象.
     * 使用ObjectInputStream来实现.
     */
    @Test
    public void test2(){
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String) obj;//前提是我们知道读的这个对象是字符串

            System.out.println(str);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(ois != null){
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

}

9.3、自定义类实现序列化与反序列化操作

注意事项：

1.关于序列化的写出操作：写出一次，写出一次，必须flush()一次

2.如果某个类的属性不是基本数据类型或String 类型，而是另一个引用类型，那么这个引用类型必须是可序列化的

1、Person类

import java.io.Serializable;

/**
 * Person需要满足如下的要求，方可序列化
 * 1.需要实现接口：Serializable
 * 2.当前类需要提供一个全局常量：serialVersionUID
 * 3.除了当前Person类需要实现Serializable接口之外，还必须保证其内部所有属性
 *   也必须是可序列化的。（基本数据类型、String：本身就已经是可序列化的）
 *
 *  补充：ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和 transient修饰的成员变量
 **/
 
public class Person implements Serializable {

    //serialVersionUID：序列版本号（随便写一个long类型的数字就行）
    public static final long serialVersionUID = 475463534532L;

    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

}

2、测试类

import org.junit.Test;
import java.io.*;

/**
 * 对象流的使用
 * 1.ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream
 * 2.作用：用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。
 *
 * 3.要想一个java对象是可序列化的，需要满足相应的要求。见Person类
 *
 * 4.序列化机制：
 * 对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流，从而允许把这种
 * 二进制流持久地保存在磁盘上，或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。
 * 当其它程序获取了这种二进制流，就可以恢复成原来的Java对象。
 *
 */
public class ObjectTest {

    /**
     * 序列化过程：将内存中的java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
     * 使用ObjectOutputStream实现
     */
    @Test
    public void test(){
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            //1.创造流
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            //2.写出操作
            oos.writeObject(new String("秦始皇陵欢迎你"));
            oos.flush();//刷新操作

            oos.writeObject(new Person("李时珍",35));
            oos.flush();//刷新操作


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(oos != null){
                //3.关闭流
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 反序列化：将磁盘文件中的对象还原为内存中的一个java对象
     * 使用ObjectInputStream来实现
     */
    @Test
    public void test2(){
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

            Object obj = ois.readObject();//读取的时候要按照写入的顺序读
            String str = (String) obj;

            Person p = (Person) ois.readObject();

            System.out.println(str);
            System.out.println(p);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(ois != null){
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

}

9.4、serialVersionUID的理解

1.凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量：

  • private static final long serialVersionUID;
  • serialVersionUID用来表明类的不同版本间的兼容性。简言之，其目的是以序列化对象进行版本控制，有关各版本反序列化时是否兼容。
  • 如果类没有显示定义这个静态常量，它的值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的实例变量做了修改，serialVersionUID可能发生变化。故建议，显式声明。

2.简单来说，Java的序列化机制是通过在运行时判断类的serialVersionUID来验证版本一致性的。在进行反序列化时，JVM会把传来的字节流中的serialVersionUID与本地相应实体类的serialVersionUID进行比较，如果相同就认为是一致的，可以进行反序列化，否则就会出现序列化版本不一致的异常。(InvalidCastException)

9.5、自定义类可序列化的其它要求

1、Person类

import java.io.Serializable;

/**
 * Person需要满足如下的要求，方可序列化
 * 1.见上
 * 2.见上
 * 3.除了当前Person类需要实现Serializable接口之外，还必须保证其内部所有属性
 *   也必须是可序列化的。（基本数据类型、String：本身就已经是可序列化的）
 *
 *
 * 补充：ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和 transient修饰的成员变量
 *
 */
public class Person implements Serializable{

    public static final long serialVersionUID = 475463534532L;

    private String name;
    private int age;
    private int id;
    private Account acct;

    public Person(String name, int age, int id) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
    }

    public Person(String name, int age, int id, Account acct) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
        this.acct = acct;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", id=" + id +
                ", acct=" + acct +
                '}';
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Person(String name, int age) {

        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Person() {

    }
}


class Account implements Serializable{

    public static final long serialVersionUID = 4754534532L;

    private double balance;

    @Override
    public String toString() {
        return "Account{" +
                "balance=" + balance +
                '}';
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public void setBalance(double balance) {
        this.balance = balance;
    }

    public Account(double balance) {

        this.balance = balance;
    }
}

2、测试类

import org.junit.Test;
import java.io.*;

public class ObjectTest {

    /**
     * 序列化过程：将内存中的java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
     * 使用ObjectOutputStream实现
     */
    @Test
    public void test(){
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            //1.创造流
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            //2.写出操作
            oos.writeObject(new String("秦始皇陵欢迎你"));
            oos.flush();//刷新操作

            oos.writeObject(new Person("李时珍",65));
            oos.flush();

            oos.writeObject(new Person("张学良",23,1001,new Account(5000)));
            oos.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(oos != null){
                //3.关闭流
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 反序列化：将磁盘文件中的对象还原为内存中的一个java对象
     * 使用ObjectInputStream来实现
     */
    @Test
    public void test2(){
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String) obj;

            Person p = (Person) ois.readObject();
            Person p1 = (Person) ois.readObject();

            System.out.println(str);
            System.out.println(p);
            System.out.println(p1);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(ois != null){
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

}

10、随机存取文件流(了解)

对应的类：RandomAccessFile类

1.RandomAccessFile 声明在java.io包下，但直接继承于java.lang.Object类。并且它实现了DataInput、DataOutput这两个接口，也就意味着这个类既可以读也可以写（既可以作为输入流，也可以作为输出流）。

2.RandomAccessFile 类支持“随机访问” 的方式，程序可以直接跳到文件的任意地方来读、写文件

  • 支持只访问文件的部分内容
  • 可以向已存在的文件后追加内容

3.RandomAccessFile 对象包含一个记录指针，用以标示当前读写处的位置。RandomAccessFile类对象可以自由移动记录指针：

  • long getFilePointer()：获取文件记录指针的当前位置
  • void seek(long pos)：将文件记录指针定位到pos位置

4.构造器

  • public RandomAccessFile(File file, String mode)
  • public RandomAccessFile(String name, String mode)

5.创建RandomAccessFile类实例需要指定一个mode 参数，该参数指定RandomAccessFile的访问模式：

  • r: 以只读方式打开
  • rw：打开以便读取和写入
  • rwd:打开以便读取和写入；同步文件内容的更新
  • rws:打开以便读取和写入；同步文件内容和元数据的更新

6.如果模式为只读r。则不会创建文件，而是会去读取一个已经存在的文件，如果读取的文件不存在则会出现异常。如果模式为rw读写。如果文件不存在则会去创建文件，如果存在则不会创建。

10.1、RandomAccessFile实现数据的读写操作

import org.junit.Test;
import java.io.*;

/**
 * RandomAccessFile的使用
 * 1.RandomAccessFile直接继承于java.lang.Object类，实现了DataInput和 DataOutput接口
 *
 * 2.RandomAccessFile既可以作为一个输入流，又可以作为一个输出流
 *
 * 3.如果RandomAccessFile作为输出流时，写出到的文件如果不存在，则在执行过程中自动创建。
 *   如果写出到的文件存在，则会对原有 文件内容 进行覆盖！！（默认情况下，从头覆盖）
 *
 * 4.可以通过相关的操作，实现RandomAccessFile“插入”数据的效果
 */
public class RandomAccessFileTest {

    @Test
    public void test(){

        RandomAccessFile raf1 = null;
        RandomAccessFile raf2 = null;
        try {
            //1.造流的对象
            //参数直接写File对象或者文件名，与之前讲的处理流不一样
            raf1 = new RandomAccessFile(new File("QQ图片.jpg"),"r");
            raf2 = new RandomAccessFile(new File("QQ图片1.jpg"),"rw");

            //2.读写过程
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
                raf2.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //3.关闭流
            if(raf1 != null){
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(raf2 != null){
                try {
                    raf2.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

    @Test
    public void test2() throws IOException {

        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");

        raf1.write("xyz".getBytes());//参数是byte[]，先写字符串，再调用getBytes()转化为数组

        raf1.close();

    }

}

10.2、RandomAccessFile实现数据的插入操作

import org.junit.Test;
import java.io.*;

/**
 * RandomAccessFile的使用
 * 1.见上
 * 2.见上
 * 3.见上
 * 4.可以通过相关的操作，实现RandomAccessFile“插入”数据的效果
 */
public class RandomAccessFileTest {

    /**
     * 使用RandomAccessFile实现数据的插入效果
     */
    @Test
    public void test3() throws IOException {
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");

        raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置

        //保存指针3后面的所有数据到StringBuilder中
        StringBuilder builder = new StringBuilder((int) new File("hello.txt").length());

        byte[] buffer = new byte[20];
        int len;
        while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
            builder.append(new String(buffer,0,len)) ;
        }

        //经过以上操作，指针跑到最后了。然后调回指针，写入“xyz”
        raf1.seek(3);
        raf1.write("xyz".getBytes());//参数是byte[]，先写字符串，再调用getBytes()转化为数组

        //将StringBuilder中的数据写入到文件中
        raf1.write(builder.toString().getBytes());

        raf1.close();

        //思考：将StringBuilder替换为ByteArrayOutputStream(没讲)
    }

}

11、NIO.2中Path、Paths、Files类的使用(了解)

1.Java NIO 概述

  • Java NIO (New IO，Non-Blocking IO)是从Java 1.4版本开始引入的一套新的IO API，可以替代标准的Java IO API。NIO与原来的IO有同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO支持面向缓冲区的(IO是面向流的)、基于通道的IO操作。NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。

  • Java API中提供了两套NIO，一套是针对标准输入输出NIO，另一套就是网络编程NIO。

|-----java.nio.channels.Channel
    |-----FileChannel:处理本地文件
    |-----SocketChannel：TCP网络编程的客户端的Channel
    |-----ServerSocketChannel:TCP网络编程的服务器端的Channel
    |-----DatagramChannel：UDP网络编程中发送端和接收端的Channel

2.NIO.2 概述

  • 随着JDK 7 的发布，Java对NIO进行了极大的扩展，增强了对文件处理和文件系统特性的支持，以至于我们称他们为NIO.2。因为NIO 提供的一些功能，NIO已经成为文件处理中越来越重要的部分。

3.JDK 7 中的几个类：Path、Paths 和 Files 核心API

  • 早期的Java只提供了一个File类来访问文件系统，但File类的功能比较有限，所提供的方法性能也不高。而且，大多数方法在出错时仅返回失败，并不会提供异常信息。

  • NIO. 2为了弥补这种不足，引入了Path接口，代表一个平台无关的平台路径，描述了目录结构中文件的位置。Path可以看成是File类的升级版本，实际引用的资源也可以不存在。

  • 在以前IO操作都是这样写的:

    import java.io.File;
File file = new File(“index.html”);

  • 但在Java7 中，我们可以这样写：

    import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
Path path = Paths.get(“index.html”);

  • 同时，NIO.2在java.nio.file包下还提供了Files、Paths工具类，Files包含了大量静态的工具方法来操作文件；Paths则包含了两个返回Path的静态工厂方法。

  • Paths类提供的静态get()方法用来获取Path对象：

    • static Pathget(String first, String … more) : 用于将多个字符串串连成路径
    • static Path get(URI uri): 返回指定uri对应的Path路径

1、Path接口

2、Files 类

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