java进阶知识--字节流、字符流
一、IO流
1.1 概述
生活中，你肯定经历过这样的场景。当你编辑一个文本文件，忘记了ctrl+s ，可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘，可以把一个视频，拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢？键盘、内存、硬盘、外接设备等等。
我们把这种数据的传输，可以看做是一种数据的流动，按照流动的方向，以内存为基准，分为输入input 和输出output
Java中I/O操作主要是指使用java.io包下的内容，进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据，输出也叫做作写出数据。
1.2 IO流的分类
根据数据的流向分为：输入流和输出流。
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输入流 ：把数据从
其他设备上读取到内存中的流。 -
输出流 ：把数据从
内存中写出到其他设备上的流。
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根据数据的类型分为：字节流和字符流。
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字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。(当传输的资源文件有中文时，就会出现乱码。)
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字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。(有中文时，使用该流就可以正确传输显示中文。)
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根据流数据的包装过程分为：节点流和处理流。
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- 节点流 ：又称为低级流，特点是：数据源明确，真实负责读写数据的流。
- 处理流 ：又称为高级流，特点是：不能单独存在(没意义)，用来处理其他流，所有高级流都封装了某些特定功能的读写操作，目的是简化我们的读写操作具体的流。
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1.3 顶级父类们（IO流的4个抽象基类）
| 输入流 | 输出流 | |
|---|---|---|
| 字节流 | 字节输入流 InputStream |
字节输出流 OutputStream |
| 字符流 | 字符输入流 Reader |
字符输出流 Writer |
1.4 IO 流的整体架构图
二、字节流
2.1 一切皆字节
一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时，都是以二进制数字的形式保存，都是一个一个的字节，那么传输时一样如此。所以，字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候，我们要时刻明确，无论使用什么样的流对象，底层传输的始终为二进制数据。
2.2 字节输出流
java.io.OutputStream抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。
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public void close()：关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。 -
public void flush()：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。 -
public void write(byte[] b)：将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。 -
public void write(byte[] b, int off, int len)：从指定的字节数组写入 len字节，从偏移量 off开始输出到此输出流。 -
public abstract void write(int b)：将指定的字节写入此文件输出流。
close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。
2.2.1
构造方法
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public FileOutputStream(String name)
小贴士：当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有这个文件，会创建该文件。如果有这个文件，会清空这个文件的数据。
那么每次创建流对象，都会清空目标文件中的数据，这显然会影响文件数据。所以保留文件中的数据，做到新数据的追加至关重要。
如下实现数据追加续写？请看下面两个构造方法。
-
public FileOutputStream(String name, boolean append)
小贴士：。
案例：写出换行
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class FOSWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象，不追加续写
File file = new File("fos.txt");
//System.out.println(file.getAbsolutePath());
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file, false);
// 定义字节数组
byte[] words = {97,98,99,100,101};
// 遍历数组
for (int i = 0; i < words.length; i++) {
// 写出一个字节
fos.write(words[i]);
// 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
fos.write("\r\n".getBytes());
}
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果：
a
b
c
d
e
回车符：回到一行的开头（return）。
换行符：下一行（newline）。
系统中的换行：
Windows系统里，每行结尾是
回车+换行，即\r\n；Unix系统里，每行结尾只有
换行，即\n；Mac系统里，每行结尾是
回车，即\r
2.3
java.io.InputStream抽象类是表示字节输入流的所有类的超类，可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。
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public void close()：关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。 -
public abstract int read()： 从输入流读取数据的下一个字节。 -
public int read(byte[] b)： 从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中 。 -
public int available()：返回字节数估计值的缓冲区长度（慎用，如果字节数过大，会导致内存溢出）
2.3.1
java.io.FileInputStream类是文件输入流，是InputStream的子类，从文件中读取字节。
构造方法
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FileInputStream(File file)： 通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的 File对象 file命名。 -
FileInputStream(String name)： 通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的路径名 name命名。
-
小贴士：
案例：读取字节数据
。
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream("fos.txt");
// 定义变量，保存数据
int b ;
// 循环读取
while ((b = fis.read()) != -1) {
System.out.println((char)b);
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果：
a
b
c
d
e
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象.
FileInputStream fis = new FileInputStream("fos.txt"); // 文件中为abcde
// 定义变量，作为有效个数
int len ;
// 定义字节数组，作为装字节数据的容器
byte[] b = new byte[2];
// 循环读取
while (( len = fis.read(b)) != -1) {
// 每次读取后,把数组变成字符串打印
System.out.println(new String(b));
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果：
ab
cd
ed
。
优化如下：
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象.
FileInputStream fis = new FileInputStream("fos.txt"); // 文件中为abcde
// 定义变量，作为有效个数
int len ;
// 定义字节数组，作为装字节数据的容器
byte[] b = new byte[2];
// 循环读取
while (( len = fis.read(b))!=-1) {
// 每次读取后,把数组的有效字节部分，变成字符串打印
System.out.println(new String(b, 0, len));// len 每次读取的有效字节个数
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果：
ab
cd
e
以上两种读取字节的方式，字节数组的读取方式更优，因为使用数组读取，每次读取多个字节，减少了系统间的IO操作次数，从而提高了读写的效率。
为了解决码表不同导致乱码问题，java在流技术上就基于字节流产生了字符流，字符流可以在内部融合编码表，也就是对于读到的字节数据，我们可以指定编码表。
三、字符流
当使用字节流读取文本文件时，可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时，可能不会显示完整的字符，那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。
所以Java提供一些字符流类，以字符为单位读写数据，专门用于处理文本文件。
3.1 字符输入流【Reader】
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public int read()： 从输入流读取一个字符。 -
public int read(char[] cbuf)
3.1.1 FileReader类
字符编码：字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。
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FileReader(File file)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的File对象。 -
FileReader(String fileName)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的文件的名称。
-
当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。
案例：读取字符数据
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class FRRead {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("read.txt");
// 定义变量，保存数据
int b ;
// 循环读取
while ((b = fr.read()) != -1) {
System.out.println((char)b);
}
// 关闭资源
fr.close();
}
}
输出结果：
你
好
啊
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("read.txt");
// 定义变量，保存有效字符个数
int len ;
// 定义字符数组，作为装字符数据的容器
char[] cbuf = new char[2];
// 循环读取
while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
System.out.println(new String(cbuf, 0, len));
}
// 关闭资源
fr.close();
}
}
输出结果：
你好
啊
3.2
java.io.Writer
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void write(int c)：写入单个字符。 -
void write(char[] cbuf)：写入字符数组。 -
abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)：写入字符数组的某一部分,off开始索引,len字符个数。 -
void write(String str)：写入字符串。 -
void write(String str, int off, int len)：写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。 -
void flush()：刷新该流的缓冲。 -
void close()：关闭此流，但要先刷新它。
3.2.1
构造方法
-
-
FileWriter(File file)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。 -
FileWriter(String fileName)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。
-
当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream。
案例：写出数据
public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 写出数据
fw.write(97); // 写出第1个字符
fw.write('b'); // 写出第2个字符
fw.write('C'); // 写出第3个字符
fw.write(30000); // 写出第4个字符，中文编码表中30000对应一个汉字。
/*
【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。
如果不关闭,数据只是保存到缓冲区，并未保存到文件。
*/
fw.close();
}
}
输出结果：abC田
虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字符的信息写出。
public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 字符串转换为字节数组
char[] chars = "你好啊老铁".toCharArray();
// 写出字符数组
fw.write(chars); // 你好啊老铁
// 写出从索引2开始，2个字节。索引2是'啊'，两个字节，也就是'啊老'。
fw.write(b,2,2); // 啊老
// 关闭资源
fos.close();
}
}
public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 字符串
String msg = "你好啊老铁";
// 写出字符数组
fw.write(msg); //你好啊老铁
// 写出从索引2开始，2个字节。索引2是'程'，两个字节，也就是'啊老'。
fw.write(msg,2,2); // 啊老
// 关闭资源
fos.close();
}
}
public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt", true);
// 写出字符串
fw.write("你好啊");
// 写出换行
fw.write("\r\n");
// 写出字符串
fw.write("老铁");
// 关闭资源
fw.close();
}
}
输出结果:
你好啊
老铁
flush：刷新缓冲区，流对象可以继续使用。
close：先刷新缓冲区，然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。
四、IO异常处理
JDK7前IO异常处理
之前我们处理异常部分用
public class HandleException {
public static void main(String[] args) {
// 声明变量
FileWriter fw = null;
try {
//创建流对象
fw = new FileWriter("fw.txt");
// 写出数据
fw.write("你好啊老铁");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (fw != null) {
fw.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
格式：
try (创建流对象语句，如果多个,使用';'隔开) {
// 读写数据
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
如下代码：
public class HandleException {
public static void main(String[] args) {
// 创建流对象
try ( FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); ) {
// 写出数据
fw.write("你好啊老铁");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
。
格式：
// 被final修饰的对象
final Resource resource1 = new Resource("resource1");
// 普通对象
Resource resource2 = new Resource("resource2");// 引入方式：直接引入
try (resource1; resource2) {
// 使用对象
}
如下代码：
public class TryDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建流对象
final FileReader fr = new FileReader("in.txt");
FileWriter fw = new FileWriter("out.txt");
// 引入到try中
try (fr; fw) {
// 定义变量
int b;
// 读取数据
while ((b = fr.read())!=-1) {
// 写出数据
fw.write(b);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
