Java 常用IO流操作讲解及其区别

一.基本概念

IO：Java对数据的操作是通过流的方式，IO流用来处理设备之间的数据传输，上传文件和下载文件，Java用于操作流的对象都在IO包中。

二.IO流的分类

三.字节流

1. 字节流基类

    (1) . InputStream

         InputStream：字节输入流基类，抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。

    常用方法：

    // 从输入流中读取数据的下一个字节
    abstract int read()
    // 从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储在缓冲区数组 b中
    int read(byte[] b)
    // 将输入流中最多 len 个数据字节读入 byte 数组
    int read(byte[] b, int off, int len)


    // 跳过和丢弃此输入流中数据的 n个字节
    long skip(long n)

    // 关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源
    void close()

    (2) . OutputStream

         OutputStream：字节输出流基类，抽象类是表示输出字节流的所有类的超类。

常用方法：

    // 将 b.length 个字节从指定的 byte 数组写入此输出流
    void write(byte[] b)
    // 将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流
    void write(byte[] b, int off, int len)
    // 将指定的字节写入此输出流
    abstract void write(int b)

    // 关闭此输出流并释放与此流有关的所有系统资源
    void close()

    // 刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节
    void flush()

2. 字节文件操作流

(1) .FileInputStream

      FileInputStream：字节文件输入流，从文件系统中的某个文件中获得输入字节，用于读取诸如图像数据之类的原始字节流。

构造方法：

    // 通过打开一个到实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件通过文件系统中的File对象file指定
    FileInputStream(File file)
    // 通过打开一个到实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件通过文件系统中的路径name指定
    FileInputStream(String name)

常用方法：覆盖和重写了父类的的常用方法

// 读取f盘下该文件f://hell/test.txt
        //构造方法1
        InputStream inputStream = new FileInputStream(new File("f://hello//test.txt"));
        int i = 0;
        //一次读取一个字节
        while ((i = inputStream.read()) != -1) {

            // System.out.print(i + " ");// 65 66 67 68
            //为什么会输出65 66 67 68？因为字符在底层存储的时候就是存储的数值。即字符对应的ASCII码。
            System.out.print((char) i + " ");// A B C D
        }
        //关闭IO流
        inputStream.close();
        // 读取f盘下该文件f://hell/test.txt
        //构造方法2
        InputStream inputStream2 = new FileInputStream("f://hello/test.txt");
        // 字节数组
        byte[] b = new byte[2];
        int i2 = 0;
        //  一次读取一个字节数组
        while ((i2 = inputStream2.read(b)) != -1) {

            System.out.print(new String(b, 0, i2) + " ");// AB CD
        }
        //关闭IO流
        inputStream2.close();

注： 一次读取一个字节数组，提高了操作效率,IO流使用完毕一定要关闭。

(2) .FileOutputStream

      FileOutputStream：字节文件输出流是用于将数据写入到File，从程序中写入到其他位置。

构造方法：

    // 创建一个向指定File对象表示的文件中写入数据的文件输出流
    FileOutputStream(File file)
    // 创建一个向指定File对象表示的文件中写入数据的文件输出流
    FileOutputStream(File file, boolean append)
    // 创建一个向具有指定名称的文件中写入数据的输出文件流
    FileOutputStream(String name)
    // 创建一个向具有指定name的文件中写入数据的输出文件流
    FileOutputStream(String name, boolean append)

常用方法：覆盖和重写了父类的的常用方法

        OutputStream outputStream = new FileOutputStream(new File("test.txt"));
        // 写出数据
        outputStream.write("ABCD".getBytes());
        // 关闭IO流
        outputStream.close();

        // 内容追加写入
        OutputStream outputStream2 = new FileOutputStream("test.txt", true);
        // 输出换行符
        outputStream2.write("\r\n".getBytes());
        // 输出追加内容
        outputStream2.write("hello".getBytes());
        // 关闭IO流
        outputStream2.close();

注；输出的目的地文件不存在，则会自动创建，不指定盘符的话，默认创建在项目目录下;输出换行符时一定要写\r\n不能只写\n,因为不同文本编辑器对换行符的识别存在差异性。

3. 字节缓冲流(高效流)

    (1) . BufferedInputStream

BufferedInputStream：字节缓冲输入流，提高了读取效率。

构造方法：

     // 创建一个 BufferedInputStream并保存其参数，即输入流in，以便将来使用。
     BufferedInputStream(InputStream in)
     // 创建具有指定缓冲区大小的 BufferedInputStream并保存其参数，即输入流in以便将来使用
     BufferedInputStream(InputStream in, int size)

  常用方法

        InputStream in = new FileInputStream("test.txt");
        // 字节缓存流
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(in);
        byte[] bs = new byte[20];
        int len = 0;
        while ((len = bis.read(bs)) != -1) {

            System.out.print(new String(bs, 0, len));
            // ABCD
            // hello
        }
        // 关闭流
        bis.close();

(2) . BufferedOutputStream

BufferedOutputStream：字节缓冲输出流，提高了写出效率。

构造方法：

     // 创建一个新的缓冲输出流，以将数据写入指定的底层输出流
     BufferedOutputStream(OutputStream out)
     // 创建一个新的缓冲输出流，以将具有指定缓冲区大小的数据写入指定的底层输出流
     BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)

     常用方法：
     // 将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此缓冲的输出流
     void write(byte[] b, int off, int len)
     // 将指定的字节写入此缓冲的输出流
     void write(int b)
     // 刷新此缓冲的输出流
     void flush()

代码示例

        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("test.txt", true));
        // 输出换行符
        bos.write("\r\n".getBytes());
        // 输出内容
        bos.write("Hello Android".getBytes());
        // 刷新此缓冲的输出流
        bos.flush();
        // 关闭流
        bos.close();

四.字符流

1.字符流基类
(1) .Reader
Reader:读取字符流的抽象类.

常用方法：

    // 读取单个字符
    int read()
    // 将字符读入数组
    int read(char[] cbuf)
    // 将字符读入数组的某一部分
    abstract int read(char[] cbuf, int off, int len)
    // 跳过字符
    long skip(long n)

    // 关闭该流并释放与之关联的所有资源
    abstract void close()

(2) . Writer

Writer:写入字符流的抽象类.

常用方法：

    // 写入字符数组
     void write(char[] cbuf)
    // 写入字符数组的某一部分
    abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)
    // 写入单个字符
    void write(int c)
    // 写入字符串
    void write(String str)
    // 写入字符串的某一部分
    void write(String str, int off, int len)

    // 将指定字符添加到此 writer
    Writer append(char c)
    // 将指定字符序列添加到此 writer
    Writer append(CharSequence csq)
    // 将指定字符序列的子序列添加到此 writer.Appendable
    Writer append(CharSequence csq, int start, int end)

    // 关闭此流，但要先刷新它
    abstract void close()
    // 刷新该流的缓冲
    abstract void flush()

2.字符转换流

(1) .InputStreamReader

InputStreamReader：字节流转字符流，它使用的字符集可以由名称指定或显式给定，否则将接受平台默认的字符集。

构造方法：

    // 创建一个使用默认字符集的 InputStreamReader
    InputStreamReader(InputStream in)
    // 创建使用给定字符集的 InputStreamReader
    InputStreamReader(InputStream in, Charset cs)
    // 创建使用给定字符集解码器的 InputStreamReader
    InputStreamReader(InputStream in, CharsetDecoder dec)
    // 创建使用指定字符集的 InputStreamReader
    InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)

特有方法：

    //返回此流使用的字符编码的名称 
    String getEncoding() 

代码示例

        //使用默认编码        
        InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream("test.txt"));
        int len;
        while ((len = reader.read()) != -1) {
            System.out.print((char) len);//爱生活，爱Android

        }
        reader.close();

        //指定编码 
        InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream("test.txt"),"utf-8");
        int len;
        while ((len = reader.read()) != -1) {
            System.out.print((char) len);//????????Android
        }
        reader.close();

注：Eclipse默认使用GBK编码,test.txt文件所以是GBK编码，当指定utf-8编码时所以会乱码。

(2). OutputStreamWriter

OutputStreamWriter：字节流转字符流。

构造方法：

    // 创建使用默认字符编码的 OutputStreamWriter
    OutputStreamWriter(OutputStream out)
    // 创建使用给定字符集的 OutputStreamWriter
    OutputStreamWriter(OutputStream out, Charset cs)
    // 创建使用给定字符集编码器的 OutputStreamWriter
    OutputStreamWriter(OutputStream out, CharsetEncoder enc)
    // 创建使用指定字符集的 OutputStreamWriter
    OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName)

特有方法：

    //返回此流使用的字符编码的名称 
    String getEncoding() 

3.字符缓冲流（高效流）

(1).BufferedReader

BufferedReader：字符缓冲流，从字符输入流中读取文本，缓冲各个字符，从而实现字符、数组和行的高效读取。

构造方法：

    // 创建一个使用默认大小输入缓冲区的缓冲字符输入流
    BufferedReader(Reader in)
    // 创建一个使用指定大小输入缓冲区的缓冲字符输入流
    BufferedReader(Reader in, int sz)

特有方法：

    // 读取一个文本行
    String readLine()

代码示例

        //生成字符缓冲流对象
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("test.txt")));
        String str;
        //一次性读取一行
        while ((str = reader.readLine()) != null) {
            System.out.println(str);// 爱生活，爱Android
        }

        //关闭流
        reader.close();

(2).BufferedWriter

BufferedWriter：字符缓冲流，将文本写入字符输出流，缓冲各个字符，从而提供单个字符、数组和字符串的高效写入。

构造方法：

    // 创建一个使用默认大小输出缓冲区的缓冲字符输出流
    BufferedWriter(Writer out)
    // 创建一个使用给定大小输出缓冲区的新缓冲字符输出流
    BufferedWriter(Writer out, int sz)

特有方法：

    // 写入一个行分隔符
    void newLine() 

4.FileReader、FileWriter

FileReader：InputStreamReader类的直接子类，用来读取字符文件的便捷类，使用默认字符编码。

FileWriter：OutputStreamWriter类的直接子类，用来写入字符文件的便捷类，使用默认字符编码。

五.高效流效率比对

读取f盘下的一个视频文件到项目中：文件大小29.5 MB

读取方式一：

        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("f://滑板//HEEL_FLIP.mp4");
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("HEEL_FLIP.mp4");
        int len;
        // 开始时间
        long begin = System.currentTimeMillis();
        // 一次读取一个字节
        while ((len = inputStream.read()) != -1) {
            outputStream.write(len);
        }
        // 用时毫秒
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - begin);// 213195
        //关闭流释放资源
        inputStream.close();
        outputStream.close();

读取方式二：

        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("f://滑板//HEEL_FLIP.mp4");
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("HEEL_FLIP.mp4");
        int len;
        byte[] bs = new byte[1024];
        // 开始时间
        long begin = System.currentTimeMillis();
        // 一次读取一个字节数组
        while ((len = inputStream.read(bs)) != -1) {
            outputStream.write(bs, 0, len);
        }
        // 用时毫秒
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - begin);// 281

        inputStream.close();
        outputStream.close();

读取方式三：

        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("f://滑板//HEEL_FLIP.mp4");
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(inputStream);
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("HEEL_FLIP.mp4");
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(outputStream);
        int len;
        byte[] bs = new byte[1024];
        // 开始时间
        long begin = System.currentTimeMillis();
        while ((len = bis.read(bs)) != -1) {
            bos.write(bs, 0, len);
        }
        // 用时毫秒
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - begin);// 78

        bis.close();
        bos.close();

注：由此可以看出高效缓冲流读写速度是非常快的，建议使用

六.字节流与字符流的区别

字节流与和字符流的使用非常相似，两者除了操作代码上的不同之外，是否还有其他的不同呢？
实际上字节流在操作时本身不会用到缓冲区（内存），是文件本身直接操作的，而字符流在操作时使用了缓冲区，通过缓冲区再操作文件。

 下面以两个写文件的操作为主进行比较，但是在操作时字节流和字符流的操作完成之后都不关闭输出流。

字节流

public class OutputStreamDemo05 {    
public static void main(String[] args) throws Exception {   // 异常抛出，  不处理    
// 第1步：使用File类找到一个文件    
     File f = new File("d:" + File.separator + "test.txt"); // 声明File  对象    
// 第2步：通过子类实例化父类对象    
     OutputStream out = null;            
// 准备好一个输出的对象    
     out = new FileOutputStream(f);      
// 通过对象多态性进行实例化    
// 第3步：进行写操作    
     String str = "Hello World!!!";      
// 准备一个字符串    
     byte b[] = str.getBytes();          
// 字符串转byte数组    
     out.write(b);                      
// 将内容输出    
 // 第4步：关闭输出流    
    // out.close();                  
// 此时没有关闭    
        }    
    }   

程序运行结果：

[ Hello World ]

没有关闭字节流操作，但是文件中也依然存在了输出的内容，证明字节流是直接操作文件本身的。

字符流

public class WriterDemo03 {    
    public static void main(String[] args) throws Exception { // 异常抛出，  不处理    
        // 第1步：使用File类找到一个文件    
        File f = new File("d:" + File.separator + "test.txt");// 声明File 对象    
        // 第2步：通过子类实例化父类对象    
        Writer out = null;                 
        // 准备好一个输出的对象    
        out = new FileWriter(f);            
        // 通过对象多态性进行实例化    
        // 第3步：进行写操作    
        String str = "Hello World!!!";      
        // 准备一个字符串    
        out.write(str);                    
        // 将内容输出    
        // 第4步：关闭输出流    
        // out.close();                   
       // 此时没有关闭    
    }    
}   

程序运行结果：

[ ]

程序运行后会发现文件中没有任何内容，这是因为字符流操作时使用了缓冲区，而在关闭字符流时会强制性地将缓冲区中的内容进行输出，但是如果程序没有关闭，则缓冲区中的内容是无法输出的，所以得出结论：字符流使用了缓冲区，而字节流没有使用缓冲区。