IO理论

File类

 简介

• 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 能新建、删除、重命名文件和目录，但 File 不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入/输出流。

• 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。

• File对象可以作为参数传递给流的构造器

 常用构造器

• public File(String pathname)

  • 以pathname为路径创建File对象，可以是绝对路径或者相对路径，如果 pathname是相对路径，则默认的当前路径在系统属性user.dir中存储。

    • 绝对路径：是一个固定的路径,从盘符开始

    • 相对路径：是相对于某个位置开始

• public File(String parent,String child)

  • 以parent为父路径，child为子路径创建File对象。

• public File(File parent,String child)

  • 根据一个父File对象和子文件路径创建File对象

• 路径中的每级目录之间用一个路径分隔符隔开。

• 路径分隔符和系统有关：

  • windows和DOS系统默认使用“\”来表示

  • UNIX和URL使用“/”来表示

• Java程序支持跨平台运行，因此路径分隔符要慎用。

 常用方法

• 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

  • 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

• File类的重命名功能

  • public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径

• 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

• File类的创建功能

  • 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。如果上层文件目录不存在，一并创建

• File类的删除功能

• 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。 要删除一个文件目录，请注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录

File dir1 = new File("D:/IOTest/dir1");
if (!dir1.exists()) { // 如果D:/IOTest/dir1不存在，就创建为目录
dir1.mkdir();
}
// 创建以dir1为父目录,名为"dir2"的File对象
File dir2 = new File(dir1, "dir2");
if (!dir2.exists()) { // 如果还不存在，就创建为目录
dir2.mkdirs();
}
File dir4 = new File(dir1, "dir3/dir4");
if (!dir4.exists()) {
dir4.mkdirs();
}
// 创建以dir2为父目录,名为"test.txt"的File对象
File file = new File(dir2, "test.txt");
if (!file.exists()) { // 如果还不存在，就创建为文件
file.createNewFile();
}

IO流及其分类

Java IO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。

流的分类

• 按操作数据单位不同分为：字节流(8 bit)，字符流(16 bit)

• 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

 

 

 

 

 

 

缓冲流

• 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

• 当读取数据时，数据按块读入缓冲区，其后的读操作则直接访问缓冲区

• 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

• 关闭流的顺序和打开流的顺序相反。只要关闭最外层流即可，关闭最外层流也会相应关闭内层节点流

• flush()方法的使用：手动将buffer中内容写入文件

• 如果是带缓冲区的流对象的close()方法，不但会关闭流，还会在关闭流之前刷新缓冲区，关闭后不能再写出

 

 

转换流

• 转换流提供了在字节流和字符流之间的转换

• Java API提供了两个转换流：

  • InputStreamReader：将InputStream转换为Reader

  • OutputStreamWriter：将Writer转换为OutputStream

• 字节流中的数据都是字符时，转成字符流操作更高效。

• 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。

 

 

InputStreamReader

• 实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。

• 需要和InputStream“套接”。

• 构造器

  • public InputStreamReader(InputStream in)

  • public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)

Reader isr = new InputStreamReader(System.in,”gbk”); 

OutputStreamWriter

• 实现将字符的输出流按指定字符集转换为字节的输出流。

• 需要和OutputStream“套接”。

• 构造器

• public OutputStreamWriter(OutputStream out)

• public OutputSreamWriter(OutputStream out,String charsetName)

标准输入、输出流

• System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备

• 默认输入设备是：键盘，输出设备是：显示器

• 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(InputStream in)

  • public static void setOut(PrintStream out)

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

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

  • Externalizable

• 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。

• 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)

使用对象流序列化对象

• 若某个类实现了 Serializable 接口，该类的对象就是可序列化的：

  • 创建一个ObjectOutputStream

  • 调用ObjectOutputStream对象的writeObject(对象)方法输出可序列化对象

  • 注意写出一次，操作flush()一次

• 反序列化

  • 创建一个ObjectInputStream

  • 调用readObject()方法读取流中的对象

强调：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，否则拥有该类型的Field的类也不能序列化

随机存取文件流

• 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。

• 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

• 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

• 构造器

  • public RandomAccessFile(File file, String mode)

  • public RandomAccessFile(String name, String mode)

• 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

• 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。

流的基本应用小节

• 流是用来处理数据的。

• 处理数据时，一定要先明确数据源，与数据目的地

  • 数据源可以是文件，可以是键盘。

  • 数据目的地可以是文件、显示器或者其他设备。

• 处理流是在帮助数据进行传输,并对传输的数据进行处理，比如过滤处理、转换处理等。