Java IO流学习总结一：输入输出流
Java流类图结构：
流的概念和作用
流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。
IO流的分类
- 根据处理数据类型的不同分为：字符流和字节流
- 根据数据流向不同分为：输入流和输出流
字符流和字节流
字符流的由来： 因为数据编码的不同，而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时，去查了指定的码表。 字节流和字符流的区别：
- 读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位，字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。
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处理对象不同：字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等），而字符流只能处理字符类型的数据。
- 字节流：一次读入或读出是8位二进制。
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字符流：一次读入或读出是16位二进制。
设备上的数据无论是图片或者视频，文字，它们都以二进制存储的。二进制的最终都是以一个8位为数据单元进行体现，所以计算机中的最小数据单元就是字节。意味着，字节流可以处理设备上的所有数据，所以字节流一样可以处理字符数据。
结论：只要是处理纯文本数据，就优先考虑使用字符流。 除此之外都使用字节流。
输入流和输出流
输入流只能进行读操作，输出流只能进行写操作，程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。
输入字节流 InputStream
我们看到的具体的某一些管道，凡是以InputStream结尾的管道，都是以字节的形式向我们的程序输入数据。
- InputStream 是所有的输入字节流的父类，它是一个抽象类。
- ByteArrayInputStream 、 StringBufferInputStream 、 FileInputStream 是三种基本的介质流，它们分别从 Byte 数组 、 StringBuffer 、和 本地文件 中读取数据。
- PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据，与Piped 相关的知识后续单独介绍。
- ObjectInputStream 和所有 FilterInputStream 的子类都是装饰流（装饰器模式的主角）。
InputStream的基本方法
read()方法是一个字节一个字节地往外读，每读取一个字节，就处理一个字节。read(byte[] buffer)方法读取数据时，先把读取到的数据填满这个byte[]类型的数组buffer(buffer是内存里面的一块缓冲区)，然后再处理数组里面的数据。这就跟我们取水一样，先用一个桶去接，等桶接满水后再处理桶里面的水。如果是每读取一个字节就处理一个字节，这样子读取也太累了。
输出字节流 OutputStream
- OutputStream 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类。
- ByteArrayOutputStream 、 FileOutputStream 是两种基本的介质流，它们分别向 Byte 数组 、和 本地文件 中写入数据。
- PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据。
- ObjectOutputStream 和所有 FilterOutputStream 的子类都是装饰流。
OutputStream的基本方法
总结：
- 输入流：InputStream或者Reader：从文件中读到程序中；
- 输出流：OutputStream或者Writer：从程序中输出到文件中；
Reader流
Reader的基本方法
Writer流
Writer的基本方法
节点流
节点流：直接与数据源相连，读入或读出。
直接使用节点流，读写不方便，为了更快的读写文件，才有了处理流。
常用的节点流
- 父 类 ： InputStream 、 OutputStream 、 Reader 、 Writer
- 文 件 ： FileInputStream 、 FileOutputStrean 、 FileReader 、 FileWriter 文件进行处理的节点流
- 数 组 ： ByteArrayInputStream 、 ByteArrayOutputStream 、 CharArrayReader 、 CharArrayWriter 对数组进行处理的节点流（对应的不再是文件，而是内存中的一个数组）
- 字符串 ： StringReader 、 StringWriter 对字符串进行处理的节点流
- 管 道 ： PipedInputStream 、 PipedOutputStream 、 PipedReader 、 PipedWriter 对管道进行处理的节点流
节点流就是一根管道直接插到数据源上面，直接读数据源里面的数据，或者是直接往数据源里面写入数据。典型的节点流是文件流：文件的字节输入流（FileInputStream），文件的字节输出流（FileOutputStream），文件的字符输入流（FileReader），文件的字符输出流（FileWriter）。
处理流
处理流和节点流一块使用，在节点流的基础上，再套接一层，套接在节点流上的就是处理流。如 BufferedReader .处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接。
你要是对原始的流不满意，你可以在这根管道外面再套其它的管道，套在其它管道之上的流叫处理流。为什么需要处理流呢？这就跟水流里面有杂质，你要过滤它，你可以再套一层管道过滤这些杂质一样。
常用的处理流
- 缓冲流： BufferedInputStream 、 BufferedOutputStream 、 BufferedReader 、 BufferedWriter 增加缓冲功能，避免频繁读写硬盘。
- 转换流： InputStreamReader 、 OutputStreamReader 实现字节流和字符流之间的转换。
- 数据流： DataInputStream 、 DataOutputStream 等-提供将基础数据类型写入到文件中，或者读取出来。
转换流
InputStreamReader 、 OutputStreamWriter 要 InputStream 或 OutputStream 作为参数，实现从字节流到字符流的转换。
构造函数
InputStreamReader(InputStream); //通过构造函数初始化，使用的是本系统默认的编码表GBK。 InputStreamWriter(InputStream,String charSet); //通过该构造函数初始化，可以指定编码表。 OutputStreamWriter(OutputStream); //通过该构造函数初始化，使用的是本系统默认的编码表GBK。 OutputStreamwriter(OutputStream,String charSet); //通过该构造函数初始化，可以指定编码表。
实战演练
FileInputStream类的使用：读取文件内容
package com.app; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.IOException; public class A1 { public static void main(String[] args) { A1 a1 = new A1(); //电脑d盘中的abc.txt 文档 String filePath = "D:/abc.txt" ; String reslut = a1.readFile( filePath ) ; System.out.println( reslut ); } /** * 读取指定文件的内容 * @param filePath ： 文件的路径 * @return 返回的结果 */ public String readFile( String filePath ){ FileInputStream fis=null; String result = "" ; try { // 根据path路径实例化一个输入流的对象 fis = new FileInputStream( filePath ); //2. 返回这个输入流中可以被读的剩下的bytes字节的估计值； int size = fis.available() ; //3. 根据输入流中的字节数创建byte数组； byte[] array = new byte[size]; //4.把数据读取到数组中； fis.read( array ) ; //5.根据获取到的Byte数组新建一个字符串，然后输出； result = new String(array); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally{ if ( fis != null) { try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } return result ; } }
package cn.galc.test; import java.io.*; public class TestFileInputStream { public static void main(String args[]) { int b = 0;// 使用变量b来装调用read()方法时返回的整数 FileInputStream in = null; // 使用FileInputStream流来读取有中文的内容时，读出来的是乱码，因为使用InputStream流里面的read()方法读取内容时是一个字节一个字节地读取的，而一个汉字是占用两个字节的，所以读取出来的汉字无法正确显示。 // FileReader in = null;//使用FileReader流来读取内容时，中英文都可以正确显示，因为Reader流里面的read()方法是一个字符一个字符地读取的，这样每次读取出来的都是一个完整的汉字，这样就可以正确显示了。 try { in = new FileInputStream("D:\\Java\\MyEclipse 10\\Workspaces\\AnnotationTest\\src\\cn\\galc\\test\\FileInputStream.java"); // in = new FileReader("D:/java/io/TestFileInputStream.java"); } catch (FileNotFoundException e) { System.out.println("系统找不到指定文件！"); System.exit(-1);// 系统非正常退出 } long num = 0;// 使用变量num来记录读取到的字符数 try {// 调用read()方法时会抛异常，所以需要捕获异常 while ((b = in.read()) != -1) { // 调用int read() throws Exception方法时，返回的是一个int类型的整数 // 循环结束的条件就是返回一个值-1，表示此时已经读取到文件的末尾了。 // System.out.print(b+"\t");//如果没有使用“(char)b”进行转换，那么直接打印出来的b就是数字，而不是英文和中文了 System.out.print((char) b); // “char(b)”把使用数字表示的汉字和英文字母转换成字符输入 num++; } in.close();// 关闭输入流 System.out.println(); System.out.println("总共读取了" + num + "个字节的文件"); } catch (IOException e1) { System.out.println("文件读取错误！"); } } }
FileInputStream和FileOutputStream这两个流都是字节流，都是以一个字节为单位进行输入和输出的。所以对于占用2个字节存储空间的字符来说读取出来时就会显示成乱码。
FileOutputStream 类的使用：将内容写入文件
package com.app; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; public class A2 { public static void main(String[] args) { A2 a2 = new A2(); //电脑d盘中的abc.txt 文档 String filePath = "D:/abc.txt" ; //要写入的内容 String content = "今天是2017/1/9,天气很好" ; a2.writeFile( filePath , content ) ; } /** * 根据文件路径创建输出流 * @param filePath ： 文件的路径 * @param content : 需要写入的内容 */ public void writeFile( String filePath , String content ){ FileOutputStream fos = null ; try { //1、根据文件路径创建输出流 fos = new FileOutputStream( filePath ); //2、把string转换为byte数组； byte[] array = content.getBytes() ; //3、把byte数组输出； fos.write( array ); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally{ if ( fos != null) { try { fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } }
注意：
- 在实际的项目中，所有的IO操作都应该放到子线程中操作，避免堵住主线程。
- FileInputStream 在读取文件内容的时候，我们传入文件的路径（ "D:/abc.txt" ）, 如果这个路径下的文件不存在，那么在执行 readFile() 方法时会报 FileNotFoundException 异常。
- FileOutputStream 在写入文件的时候，我们传入文件的路径（ "D:/abc.txt" ）, 如果这个路径下的文件不存在，那么在执行 writeFile() 方法时, 会默认给我们创建一个新的文件。还有重要的一点，不会报异常。
效果图：
范例：使用FileWriter（字符流）向指定文件中写入数据
package cn.galc.test; /*使用FileWriter（字符流）向指定文件中写入数据 写入数据时以1个字符为单位进行写入*/ import java.io.*; public class TestFileWriter{ public static void main(String args[]){ /*使用FileWriter输出流从程序把数据写入到Uicode.dat文件中 使用FileWriter流向文件写入数据时是一个字符一个字符写入的*/ FileWriter fw = null; try{ fw = new FileWriter("D:/java/Uicode.dat"); //字符的本质是一个无符号的16位整数 //字符在计算机内部占用2个字节 //这里使用for循环把0～60000里面的所有整数都输出 //这里相当于是把全世界各个国家的文字都0～60000内的整数的形式来表示 for(int c=0;c<=60000;c++){ fw.write(c); //使用write(int c)把0～60000内的整数写入到指定文件内 //调用write()方法时，我认为在执行的过程中应该使用了“(char)c”进行强制转换，即把整数转换成字符来显示 //因为打开写入数据的文件可以看到，里面显示的数据并不是0～60000内的整数，而是不同国家的文字的表示方式 } /*使用FileReader(字符流)读取指定文件里面的内容 读取内容时是以一个字符为单位进行读取的*/ int b = 0; long num = 0; FileReader fr = null; fr = new FileReader("D:/java/Uicode.dat"); while((b = fr.read())!= -1){ System.out.print((char)b + "\t"); num++; } System.out.println(); System.out.println("总共读取了"+num+"个字符"); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } } }
FileReader和FileWriter这两个流都是字符流，都是以一个字符为单位进行输入和输出的。所以读取和写入占用2个字节的字符时都可以正常地显示出来，以上是以File(文件)这个类型为例对节点流进行了讲解，所谓的节点流指定就是直接把输入流或输出插入到数据源上，直接往数据源里面写入数据或读取数据。
综合练习，实现复制文件，从D盘复制到E盘
package com.app; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; public class A3 { public static void main(String[] args) { A3 a2 = new A3(); //电脑d盘中的cat.png 图片的路径 String filePath1 = "D:/cat.png" ; //电脑e盘中的cat.png 图片的路径 String filePath2 = "E:/cat.png" ; //复制文件 a2.copyFile( filePath1 , filePath2 ); } /** * 文件复制 * @param filePath_old : 需要复制文件的路径 * @param filePath_new : 复制文件存放的路径 */ public void copyFile( String filePath_old , String filePath_new){ FileInputStream fis=null ; FileOutputStream fout = null ; try { // 根据path路径实例化一个输入流的对象 fis = new FileInputStream( filePath_old ); //2. 返回这个输入流中可以被读的剩下的bytes字节的估计值； int size = fis.available() ; //3. 根据输入流中的字节数创建byte数组； byte[] array = new byte[size]; //4.把数据读取到数组中； fis.read( array ) ; //5、根据文件路径创建输出流 fout = new FileOutputStream( filePath_new ) ; //5、把byte数组输出； fout.write( array ); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally{ if ( fis != null) { try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if ( fout != null ) { try { fout.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } }
