java基础IO流
1 IO流
1.1 流
1.1.1 流的概念
流(stream)是指一连串流动字节/字符，按照先进先出的方式发送的信息的通道中。
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数据源:流入通道中的数据的来源
目的地:流出通道的数据的目的地
1.1.2 输入流和输出流
数据源的数据流入程序的流称为输入流
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程序中的数据流出到目的地的流称为输出流
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1.1.3 流的分类
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1.2 InputStream/OutputStream
inputstream 表示字节输入流，是所有字节输入流的抽象父类。提供了read/read(byte[] buf) 用于读取一个或者多个字节；close用于关闭输入流。
outputstream 表示字节输出流，是所有字节输出流的抽象父类。
1.2.1 FileInputStream
FileInputStream 专门用于读取文件的字节输入流。可以用于读取文本性文件(存在编码)、图片音频视频等二进制文件。
一次读取一个字节
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package cn.sxt01.fileinputstream;
import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.IOException;
public class Test01 { public static void main(String[] args) { // 需求:读取c.txt中的内容
File file = new File("d:\\javatest\\c.txt");
// 【1】构建输入流（管道） FileInputStream fis = null;
try { fis = new FileInputStream(file); System.out.println(fis); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }
// 【2】读取一个字节 int r = 0; try { r = fis.read(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
System.out.println((char)r);
// 【3】关闭流 try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
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read() 一次读取一个字节，如果已到达文件末尾，则返回 -1。
一次读取多个字节
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package cn.sxt01.fileinputstream;
import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.IOException; import java.util.Arrays;
public class Test03 { public static void main(String[] args) { // 需求:读取c.txt中的内容
File file = new File("d:\\javatest\\c.txt");
// 【1】构建输入流（管道） FileInputStream fis = null;
try { fis = new FileInputStream(file); System.out.println(fis); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }
// 【2】读取一个字节 int len = 0; // 读取到缓冲区中的字节个数 byte[] buf = new byte[2]; // 字节缓冲区 StringBuilder sb = new StringBuilder(); try {
while( (len=fis.read(buf)) != -1 ) { String tmp = new String(buf,0,len); sb.append(tmp); }
} catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
System.out.println(sb);
// 【3】关闭流 try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } |
read(byte[] buf)一次读取多个字节到字节缓冲区，并返回读取的字节个数。
1.2.2 FileOutputStream
一次写一个字节
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package cn.sxt01.fileouputstream;
import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException;
public class Test01 { public static void main(String[] args) { // 需求:写入helloworld 到d.txt中的内容
File file = new File("d:\\javatest\\d.txt");
// 【1】创建输出流(管道) FileOutputStream fos = null;
try { fos = new FileOutputStream(file); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }
//【2】写入信息到输出流 try { fos.write('h'); fos.write('e'); fos.write('l'); fos.write('l'); fos.write('o'); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
// 【3】刷新缓冲区 try { fos.flush(); fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } |
当调用write(int)方法时，把一个字节写入到输出流，输出流会立即把该字节写入文件中。
所以，如果不手动代用flush方法，信息也写入到文件中。
一次写多个字节(指定编码)
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package cn.sxt01.fileouputstream;
import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException;
public class Test02 { public static void main(String[] args) { // 需求:写入helloworld 到d.txt中的内容
File file = new File("d:\\javatest\\d.txt");
// 【1】创建输出流(管道) FileOutputStream fos = null;
try { fos = new FileOutputStream(file); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }
//【2】写入信息到输出流 try { String str = "hello world中国";
// 默认gbk编码 /*byte[] buf = str.getBytes(); fos.write(buf);*/
byte[] buf = str.getBytes("utf8"); fos.write(buf);
} catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
// 【3】刷新缓冲区 try { fos.flush(); // 【4】关闭文件 fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } |
write(byte[] buf)一次写入多个字节到输出流。注意，此时的字节流已经经过编码。默认是系统编码(win7:gbk)。
write(byte[] buf,offset,len) 一次写入buf中从offset开始，len个长度的字节到输出流。
综合案例:
[1]把目录中的logo.jpg复制到工程中。
[2]请打印复制进度
1.3 Reader/Writer
Reader 是字符输入流的抽象父类。提供了read()一次读取一个字符;read(char[] buf)一次多去多个字符到字符缓冲区。
Writer 是字符输出流的抽象父类。提供了
write()写入单个字符
write(char[] cbuf) 写入多个字符
write(String str) 写入字符串
1.3.1 FileReader
FileReader是文件字符输入流，专门用于读取文本性文件。不能读取图片、音频、视频等二进制文件。
一次读取一个字符
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package cn.sxt03.filereader;
import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileReader; import java.io.IOException;
public class Test01 { public static void main(String[] args) {
File file = new File("d:\\javatest\\d.txt");
// 【1】建立字符输入流 FileReader fr = null; try { fr = new FileReader(file); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }
// 【2】一次读取一个字符 int r = 0; try { /*r = fr.read(); r = fr.read(); r = fr.read(); r = fr.read(); r = fr.read(); r = fr.read();
System.out.println(r);*/
/* 中国abc\r\n 中国你好你好 */ StringBuilder sb = new StringBuilder(); while( (r=fr.read()) != -1 ) { sb.append((char)r); } System.out.println(sb);
} catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
// 【3】关闭输入流 try { fr.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
} }
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一次读取多个字符
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package cn.sxt03.filereader;
import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileReader; import java.io.IOException; import java.util.Arrays;
public class Test01 { public static void main(String[] args) {
File file = new File("d:\\javatest\\d.txt");
// 【1】建立字符输入流 FileReader fr = null; try { fr = new FileReader(file); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }
// 【2】一次读取多个字符 int len = 0; char[] cbuf = new char[2]; try {
/* len = fr.read(cbuf); len = fr.read(cbuf); len = fr.read(cbuf);
System.out.println(len); System.out.println(Arrays.toString(cbuf)); */
StringBuilder sb = new StringBuilder(); while( (len=fr.read(cbuf)) != -1) { sb.append(cbuf, 0, len); } System.out.println(sb);
} catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
// 【3】关闭输入流 try { fr.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
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1.3.2 FileWriter
FileWriter 文件字符输出流，专门用于写入文本性文件。
通过FileWriter构造方法构造的对象写入文件时编码是系统默认编码(win7:gbk)。
由于写入的是字符，字符在写入时一定要经过编码，所以FileWriter内部有一个字符缓冲区用于存放待写入的字符，在调用flush时，FileWriter把字符缓冲区的字符编码成字节然后写入目标文件。
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package cn.sxt03.filewriter;
import java.io.File; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException;
public class Test01 { public static void main(String[] args) {
File file = new File("d:\\javatest\\e.txt");
FileWriter fw = null;
// 【1】建立输出流管道 try { /* * append:表示写入文件的方式 * true:追加 false:覆盖 */ fw = new FileWriter(file,false); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
// 【2】写入 try {
// 写入一个字符 /*fw.write('中'); fw.write('国');*/
// 写入一个字符数组 /*char[] cbuf = {'中','国','\r','\n','a','b','c'}; fw.write(cbuf);*/
// 写入一个字符串 fw.write("中国abc");
} catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
// 【3】刷新 try { fw.flush(); fw.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
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思考:如何读取一个utf8编码的文本文件。
1.4 转换流
所谓转换流可以把字节流转化成字符流的转换流
InputStreamReader 是字节流通向字符流的桥梁，它使用指定的字符集读取字节并将其解码为字符。
OutputStreamWriter 是字符流通向字节流的桥梁，可使用指定的字符集将要写入流中的字符编码成字节
1.4.1 转换流工作原理
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以utf8编码写入文件
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package cn.sxt04.outputstramwriter;
import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; import java.io.OutputStream; import java.io.OutputStreamWriter;
public class Test01 { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException,IOException {
// 需求：写入 “中国abc” 以utf8编码写入 File file = new File("d:\\javatest\\g.txt");
FileOutputStream out = new FileOutputStream(file); OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, "utf8");
osw.write('中'); char[] cbuf = {'国','a'}; osw.write(cbuf);
osw.write("中国abc");
osw.flush(); osw.close(); } } |
以utf8编码读取文件
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public class Test02 { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException,IOException {
// 需求：读取g.txt的内容 File file = new File("d:\\javatest\\g.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "utf8");
/*int r = isr.read(); System.out.println((char)r);*/
char[] cbuf = new char[2]; int len = 0; StringBuilder sb = new StringBuilder(); while( (len=isr.read(cbuf)) != -1) { sb.append(cbuf,0,len); } System.out.println(sb);
} } |
思考:FileReader和InputStreamReader的关系？
注意:win7手动创建utf8编码的文件(utf8-bom)
java程序写入的utf8文件不带bom
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public class Test03 { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException,IOException {
// 需求：读取win手动创建的utf8编码的h.txt的内容 File file = new File("d:\\javatest\\h.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "utf8");
/*int r = isr.read(); System.out.println((char)r);*/
char[] cbuf = new char[2]; int len = 0; StringBuilder sb = new StringBuilder(); while( (len=isr.read(cbuf)) != -1) { sb.append(cbuf,0,len); } System.out.println(sb);
} } |
1.5 BufferedReader/BufferedWriter
FileReader 提供的读取字符的方式效率稍低，如果高效读写字符的方式，可以使用BufferedReader/BufferedWriter。
1.5.1 BufferedReader
BufferedReader继承于Reader，专门用于高效的处理文本，提供了readLine方法用于一次读取一行文本。
把一首诗读取到控制台显示
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package cn.sxt01.bufferedreader;
import java.io.BufferedReader; import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileReader; import java.io.IOException;
public class Test01 { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException,IOException {
File file = new File("d:\\javatest\\i.txt");
// ctrl+t:查看类继承关系 FileReader reader = new FileReader(file); BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
// 一次读取一行 /* String str = br.readLine(); str = br.readLine(); str = br.readLine(); str = br.readLine(); str = br.readLine(); System.out.println(str); */
String line; while( (line=br.readLine() ) != null) { System.out.println(line); }
br.close(); reader.close(); } } |
1.5.2 BufferedWriter
BufferedWriter 是Writer的子类，专门用于高效的写入文本。提供了writer(String)和newLine()方法，写入完成后调用flush()刷新缓冲区。
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package cn.sxt01.bufferedwriter;
import java.io.BufferedReader; import java.io.BufferedWriter; import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.OutputStreamWriter;
public class Test01 { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException,IOException {
// 需求：以utf8存入一首诗 File file = new File("d:\\javatest\\k.txt");
FileOutputStream out = new FileOutputStream(file); OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, "utf8");
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
bw.write("床前明月光，"); bw.newLine();
bw.write("疑似地上霜。"); bw.newLine();
bw.flush();
bw.close(); osw.close(); out.close();
} } |
1.6 标准输入输出流
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1.6.1 标准输入流
java中用System.in表示标准输入流，属于InputStream字节输入流，标准输入设备(源):鼠标、键盘、手写板、麦克风、触摸屏等。
需求:从键盘输入一个字符并打印出来。
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package cn.sxt02.inout;
import java.io.IOException; import java.io.InputStream;
public class Test01 { public static void main(String[] args) throws IOException {
// 从控制台输入一个字符并打印 InputStream in = System.in;
// 【1】一次读取一个字节:（输入/数据源是键盘） // int r = in.read(); // System.out.println((char)r);
// 【2】一次读取多个字节 byte[] buf = new byte[1024]; int len = 0; len = in.read(buf);
// 默认控制台是gbk编码 String str = new String(buf, 0, len); System.out.println(str); } }
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1.6.2 标准输出流
java中用System.out表示标准输出流，属于PrintStream。标准的输出设备(源):显示器、显示屏
需求:从文件中读取文件内容并显示在标准输出设备上。
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package cn.sxt02.inout;
import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.io.PrintStream;
public class Test02 { public static void main(String[] args) throws IOException {
// 思考：为什么会乱码？ File file = new java.io.File("d:\\javatest\\i.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
// 标准输出流（gbk） PrintStream ps = System.out;
int len = 0; byte[] buf = new byte[2]; while( (len=fis.read(buf)) != -1 ) { ps.write(buf, 0, len); }
fis.close();
} } |
通过打印流直接写入文件
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package cn.sxt02.inout;
import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.PrintStream; import java.io.UnsupportedEncodingException;
public class Test05 { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, UnsupportedEncodingException {
// 通过打印流写入数据到一个文件(gbk) /*File file = new File("d:\\javatest\\m.txt"); PrintStream ps = new PrintStream(file); ps.write('a'); ps.write('b');
ps.close();*/
// 通过打印流写入一个utf8编码的文件 File file = new File("d:\\javatest\\m1.txt"); PrintStream ps = new PrintStream(file,"utf8"); ps.println("abc中国");
ps.close();
} } |
需要flush的PrintStream
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package cn.sxt02.inout;
import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.PrintStream; import java.io.UnsupportedEncodingException;
public class Test04 { public static void main(String[] args) {
PrintStream ps = System.out; ps.write('a'); ps.write('b');
ps.flush();
} } |
PrintStream称为打印字节流，继承于OutputStream，之前已经知道OutputStream写入文件时不需要flush。PrintStream的目的地是显示器，在PrintStream内部有个缓冲区，专门用于缓冲待输出的字节，结合显示器工作原理，当需要显示器显示待打印的字节时，需要手动调用flush方法，此时显示器才解码后显示。
测试自动刷新(C)
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package cn.sxt02.inout;
import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.PrintStream; import java.io.UnsupportedEncodingException;
public class Test04 { public static void main(String[] args) throws IOException {
PrintStream ps = System.out; /*ps.write('a'); ps.write('b');*/
// 自动调用flush方法 /*byte[] buf = {'a','b'}; ps.write(buf);*/
// 自动调用flush方法 /*ps.write('a'); ps.write('b'); ps.write('\n');*/
// 自动调用flush方法 ps.println("ab");
// sps.flush();
} } |
1.7 字符打印流
PrintWriter 专门用于向自定目的地(显示器、文件、浏览器)中输出大量字符。继承于Writer。除了write(char)/write(char[] cbuf),还提供了特有的print/println方法用于输出各位数据类型的字符。
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public class Test01 { public static void main(String[] args) {
// 字符输出流 PrintWriter pw = new PrintWriter(System.out); pw.println("hello"); pw.println("中国");
pw.flush();
pw.close(); } } |
1.8 序列化
把(程序)内存中的数据保存到硬盘的过程就是序列化，也称为数据持久化。
当我们把硬盘中的数据再次读取到内存中时，这个过程就是反序列化。
1.8.1 Serializable接口
自定义类通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化
需求:把一个对象序列化到d:\\javatest\\n1.txt
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package cn.sxt04.serializable;
import java.io.File; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.ObjectOutputStream;
public class Test01 { public static void main(String[] args) throws IOException {
User user = new User("001", "二狗", "123", 20);
/** * 思路: * 序列化:把对象个各个属性按照有规律的格式拼接成字符串，把字符串写入文件。 * 反序列化:把文件中的字符串读取为内存中，按序列化格式把字符串拆开得到很多属性值，然后初始化对象。 */ // String info = user.getId()+"-"+user.getName()+"-"+user.getPwd()+"-"+user.getAge(); // System.out.println(info);
File file = new File("d:\\javatest\\n1.sxt"); FileOutputStream out = new FileOutputStream(file); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(out);
oos.writeObject(user);
oos.close(); out.close();
} }
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需求：把刚在序列化的对象反序列化
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package cn.sxt04.serializable;
import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream;
public class Test02 { public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
File file = new File("d:\\javatest\\n1.sxt");
FileInputStream in = new FileInputStream(file); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(in);
User user = (User) ois.readObject(); System.out.println(user);
} } |
1.8.2 序列号
当程序在升级过程中对源代码进行修改，新代码对之前的序列化文件进行反序列化存在一个InvalidClassException异常
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Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: cn.sxt04.serializable.User; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = 4281284299154400224, local class serialVersionUID = 8687762707351138232 at java.io.ObjectStreamClass.initNonProxy(ObjectStreamClass.java:687) at java.io.ObjectInputStream.readNonProxyDesc(ObjectInputStream.java:1876) at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1745) at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:2033) at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1567) at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:427) at cn.sxt04.serializable.Test02.main(Test02.java:19)
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如何解决？
始终保持本地类和序列化中文件的类的版本号一致。
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[1]默认版本号，永远是1L
[2]手动根据类的信息(属性、方法)生成一串数字。
版本号工作原理
如果自定义类没有添加任何序列化版本号，jvm自动添加一个序列化版本号，当修改源代码时，jvm自动升级该序列化版本号，此时导致和序列化到本地文件的类版本号不一致，反序列化必将失败，抛出InvalidClassException异常。
1.8.3 transient 关键字
在序列化过程中，存在一些字段序列化没有意义或一些敏感自动不许序列化，可以使用transient修饰。
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public class User implements Serializable { /** * */ private static final long serialVersionUID = 1L; private String id; private String name; private transient String pwd; private int age; private String phone; |
其他流
DataInputStream/DataOutputStream
