文章详细介绍了Java中的File类和Files类的使用，包括创建、判断、获取、删除文件和目录的操作。接着，讨论了IO流的概念，区分了字节流和字符流，展示了各种读写文件的方法。此外，还提到了特殊流如标准输入输出流，以及对象序列化和反序列化流。最后，讲解了ByteBuffer的工作原理和FileChannel的使用，包括读写、关闭、位置和大小管理等操作。
目录
6.1、File类
描述：该类是文件和目录路径名的抽象表示。
构造方法：
创建功能：
判断功能：
获取功能：
删除功能：
6.2、Files类
jdk7 引入了 Path 和 Paths 类：
- Path 用来表示文件路径
- Paths 是工具类，用来获取 Path 实例
Path source = Paths.get("1.txt"); // 相对路径 使用 user.dir 环境变量来定位 1.txt
Path source = Paths.get("d:\\1.txt"); // 绝对路径 代表了 d:\1.txt
Path source = Paths.get("d:/1.txt"); // 绝对路径 代表了 d:\1.txt
Path projects = Paths.get("d:\\data", "projects"); // 绝对路径 代表了 d:\data\projects
.代表了当前路径..代表了上一级路径
例如：
d:
|- data
|- projects
|- a
|- b
代码：
Path path = Paths.get("d:\\data\\projects\\a\\..\\b");
System.out.println(path); // 原来的路径
System.out.println(path.normalize()); // 正常化路径
输出：
d:\data\projects\a\..\b
d:\data\projects\b
检查是否存在：
Path path = Paths.get("data.txt");
System.out.println(Files.exists(path));
创建一级目录：
Path path = Paths.get("helloword");
Files.createDirectory(path);
- 如果该目录已经存在了，会抛异常 FileAlreadyExistsException
- 不能一次创建多级目录，否则会抛异常 NoSuchFileException
创建多级目录：
Path path = Paths.get("helloword/hello/world");
Files.createDirectories(path);
拷贝文件方法：
Path source = Paths.get("helloword/source.txt");
Path target = Paths.get("helloword/target.txt");
Files.copy(source, target);
- 如果文件已存在，会抛异常 FileAlreadyExistsException
如果希望用 source 覆盖掉 target，需要用 StandardCopyOption 来控制
Files.copy(source, target, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
移动文件方法：
Path source = Paths.get("helloword/source.txt");
Path target = Paths.get("helloword/target.txt");
Files.move(source, target, StandardCopyOption.ATOMIC_MOVE);
- StandardCopyOption.ATOMIC_MOVE 保证文件移动的原子性
删除文件方法：
Path target = Paths.get("helloword/target.txt");
Files.delete(target);
- 如果文件不存在，会抛异常 NoSuchFileException
删除为空目录：
Path target = Paths.get("helloword/hello/world");
Files.delete(target);
- 如果目录还有内容，会抛异常 DirectoryNotEmptyException
删除非空目录：
Files.walkFileTree(Paths.get("d:\\a"), new SimpleFileVisitor<Path>() {
@Override
public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
Files.delete(file);
return super.visitFile(file, attrs);
}
@Override
public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) throws IOException {
Files.delete(dir);
return super.postVisitDirectory(dir, exc);
}
});
遍历指定目录：
Files.walkFileTree(Paths.get("d:\\a"), new SimpleFileVisitor<Path>() {
@Override
public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
System.out.println(dir);
return super.preVisitDirectory(dir, attrs);
}
@Override
public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
System.out.println("\t" + file);
return super.visitFile(file, attrs);
}
});
拷贝多级目录：
String source = "d:\\a";
String target = "d:\\b";
Files.walk(Paths.get(source)).forEach(path -> {
try {
String targetName = path.toString().replace(source, target);
// 目录文件
if (Files.isDirectory(path)) {
Files.createDirectory(Paths.get(targetName));
}
// 普通文件
else if (Files.isRegularFile(path)) {
Files.copy(path, Paths.get(targetName));
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
});
6.3、IO流
概述：IO流就是用来处理设备间数据传输问题的。常见的应用：文件复制、文件上传、文件下载、文件的读取、文件的写出等等。
分类：
按照数据流向来分：
输入流：读数据
输出流：写数据
按照数据类型来分：
字节流
字节输入流
字节输出流
字符流
字符输入流
字符输出流
注意：
- 如果操作的是纯文本文件，优先使用字符流
- 如果操作的是图片、视频、音频、应用等二进制文件，优先使用字节流
- 如果不确定文件类型，优先使用字节流，字节流是万能的流
6.3.1、字节流
体系：
字节流写数据的三种方式：
字节流读数据的三种方式：
字节流复制文件的四种方式：
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
method1();
method2();
method3();
method4();
}
// 基本字节流一次读写一个字节
public static void method1() throws IOException {
FileInputStream fis = new FileInputStream("sFolder\\demo.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("dFolder\\demo.txt");
int by;
while ((by = fis.read()) != -1) {
fos.write(by);
}
fos.close();
fis.close();
}
// 基本字节流一次读写一个字节数组
public static void method2() throws IOException {
FileInputStream fis = new FileInputStream("sFolder\\demo.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("dFolder\\demo.txt");
byte[] bys = new byte[1024];
int len;
while ((len = fis.read(bys)) != -1) {
fos.write(bys, 0, len);
}
fos.close();
fis.close();
}
// 字节缓冲流一次读写一个字节
public static void method3() throws IOException {
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("sFolder\\demo.txt"));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("dFolder\\demo.txt"));
int by;
while ((by = bis.read()) != -1) {
bos.write(by);
}
bos.close();
bis.close();
}
// 字节缓冲流一次读写一个字节数组
public static void method4() throws IOException {
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("sFolder\\demo.txt"));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("dFolder\\demo.txt"));
byte[] bys = new byte[1024];
int len;
while ((len = bis.read(bys)) != -1) {
bos.write(bys, 0, len);
}
bos.close();
bis.close();
}
}
字节流复制单级文件夹：
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File srcFolder = new File("D:\\sFolder");
File destFolder = new File("D:\\dFolder");
copyFolder(srcFolder, destFolder);
}
/**
* 复制单级文件夹
*
* @param srcFolder 源文件夹
* @param destFolder 目的文件夹
* @throws IOException
*/
private static void copyFolder(File srcFolder, File destFolder) throws IOException {
// 判断路径是否存在
if (!destFolder.exists()) {
destFolder.mkdirs();
}
// 获取目的文件列表
File[] listFiles = srcFolder.listFiles();
// 遍历目的文件列表
for (File file : listFiles) {
copyFile(file, new File(destFolder, file.getName()));
}
}
/**
* 复制文件
*
* @param srcFile 源文件
* @param destFile 目的文件
* @throws IOException
*/
private static void copyFile(File srcFile, File destFile) throws IOException {
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(srcFile));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destFile));
byte[] bys = new byte[1024];
int len;
while ((len = bis.read(bys)) != -1) {
bos.write(bys, 0, len);
}
bos.close();
bis.close();
}
}
字节流复制多级文件夹：
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File srcFolder = new File("D:\\sFolder");
File destFolder = new File("D:\\dFolder");
copyFolder(srcFolder, destFolder);
}
/**
* 复制多级文件夹
*
* @param srcFolder 源文件夹
* @param destFolder 目的文件夹
* @throws IOException
*/
private static void copyFolder(File srcFolder, File destFolder) throws IOException {
// 判断路径是否存在
if (!destFolder.exists()) {
destFolder.mkdirs();
}
// 获取目的文件列表
File[] listFiles = srcFolder.listFiles();
// 遍历目的文件列表
for (File file : listFiles) {
if (file.isDirectory()) {
copyFolder(file, new File(destFolder, file.getName()));
} else {
copyFile(file, new File(destFolder, file.getName()));
}
}
}
/**
* 复制文件
*
* @param srcFile 源文件
* @param destFile 目的文件
* @throws IOException
*/
private static void copyFile(File srcFile, File destFile) throws IOException {
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(srcFile));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destFile));
byte[] bys = new byte[1024];
int len;
while ((len = bis.read(bys)) != -1) {
bos.write(bys, 0, len);
}
bos.close();
bis.close();
}
}
6.3.2、字符流
体系：
字符流写数据的五种方式：
字符流读数据的四种方式：
字符流复制文本的七种方式：
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
method1();
method2();
method3();
method4();
method5();
method6();
method7();
}
// 基本字符流一次读写一个字符
public static void method1() throws IOException {
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("sFolder\\demo.txt"));
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("dFolder\\demo.txt"));
int ch;
while ((ch = isr.read()) != -1) {
osw.write(ch);
}
osw.close();
isr.close();
}
// 基本字符流一次读写一个字符数组
public static void method2() throws IOException {
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("sFolder\\demo.txt"));
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("dFolder\\demo.txt"));
char[] chs = new char[1024];
int len;
while ((len = isr.read(chs)) != -1) {
osw.write(chs, 0, len);
}
osw.close();
isr.close();
}
// 文件字符流一次读写一个字符
public static void method3() throws IOException {
FileReader fr = new FileReader("sFolder\\demo.txt");
FileWriter fw = new FileWriter("dFolder\\demo.txt");
int ch;
while ((ch = fr.read()) != -1) {
fw.write(ch);
}
fw.close();
fr.close();
}
// 文件字符流一次读写一个字符数组
public static void method4() throws IOException {
FileReader fr = new FileReader("sFolder\\demo.txt");
FileWriter fw = new FileWriter("dFolder\\demo.txt");
char[] chs = new char[1024];
int len;
while ((len = fr.read(chs)) != -1) {
fw.write(chs, 0, len);
}
fw.close();
fr.close();
}
// 字符缓冲流一次读写一个字符
public static void method5() throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("sFolder\\demo.txt"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("dFolder\\demo.txt"));
int ch;
while ((ch = br.read()) != -1) {
bw.write(ch);
}
bw.close();
br.close();
}
// 字符缓冲流一次读写一个字符数组
public static void method6() throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("sFolder\\demo.txt"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("dFolder\\demo.txt"));
char[] chs = new char[1024];
int len;
while ((len = br.read(chs)) != -1) {
bw.write(chs, 0, len);
}
bw.close();
br.close();
}
// 字符缓冲流特有功能复制文本文件
public static void method7() throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("sFolder\\demo.txt"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("dFolder\\demo.txt"));
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
bw.write(line);
bw.newLine();
}
bw.close();
br.close();
}
}
6.3.3、特殊流
标准输入流：
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
InputStream is = System.in;
int by;
while ((by = is.read()) != -1) {
System.out.print((char) by);
}
is.close();
}
}
标准输出流：
import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
PrintStream ps = System.out;
ps.println("Hello,World");
ps.write("Hello,World".getBytes());
ps.close();
}
}
字节打印流：
import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");
ps.println(97);
ps.write(97);
ps.close();
}
}
字符打印流：
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
PrintWriter pw = new PrintWriter("pw.txt");
pw.println("hello");
pw.write("Hello");
pw.close();
}
}
对象序列化流：
注意：需要实现Serializable接口，同时需要给出serialVersionUID
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
class Student implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 5923003911550370832L;
private String name;
private Integer age;
public Student() {
super();
}
public Student(String name, Integer age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Integer getAge() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("oos.txt"));
Student s = new Student("曹晨磊", 30);
oos.writeObject(s);
oos.close();
}
}
对象反序列化流：
注意：成员变量加transient关键字修饰，该关键字标记的成员变量不参与序列化过程
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.Serializable;
class Student implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 5923003911550370832L;
private String name;
private Integer age;
public Student() {
super();
}
public Student(String name, Integer age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Integer getAge() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("oos.txt"));
Object obj = ois.readObject();
Student s = (Student) obj;
System.out.println(s);
ois.close();
}
}
6.4、ByteBuffer
使用步骤：
向 buffer 写入数据，例如调用 channel.read(buffer)
调用 flip() 切换至读模式
从 buffer 读取数据，例如调用 buffer.get()
调用 clear() 或 compact() 切换至写模式
重复 1~4 步骤
代码演示：
try (FileChannel channel = new FileInputStream("data.txt").getChannel()) {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
while (true) {
int len = channel.read(buffer);
if (len == -1) break;
buffer.flip();
while (buffer.hasRemaining()) {
byte b = buffer.get();
System.out.print((char) b);
}
buffer.clear();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
运行效果：
Hello,World
内部结构：
ByteBuffer 有以下重要属性：
- capacity
- position
- limit
一开始：
写模式下，position 是写入位置，limit 等于容量，下图表示写入了 4 个字节后的状态。
flip 动作发生后，position 切换为读取位置，limit 切换为读取限制。
读取 4 个字节后，状态：
clear 动作发生后，状态：
compact 方法，是把未读完的部分向前压缩，然后切换至写模式。
分配空间：
可以使用 allocate 方法为 ByteBuffer 分配空间，其它 buffer 类也有该方法。
Bytebuffer buf = ByteBuffer.allocate(16);
- ByteBuffer.allocate(16).getClass()：class java.nio.HeapByteBuffer，java 堆内存，读写效率低，受到 GC 的影响，分配的效率高
- ByteBuffer.allocateDirect(16).getClass()：class java.nio.DirectByteBuffer，直接内存，读写效率高，不受 GC 影响，分配的效率低
向 buffer 写入数据：
有两种办法：
- 调用 channel 的 read 方法
int readBytes = channel.read(buf);
- 调用 buffer 自己的 put 方法
buf.put((byte)127);
从 buffer 读取数据：
有两种办法：
- 调用 channel 的 write 方法
int writeBytes = channel.write(buf);
- 调用 buffer 自己的 get 方法
byte b = buf.get();
get 方法会让 position 读指针向后走，如果想重复读取数据
- 可以调用 rewind 方法将 position 重新置为 0
- 或者调用 get(int i) 方法获取索引 i 的内容，它不会移动读指针
mark 和 reset方法：
mark 是在读取时，做一个标记，即使 position 改变，只要调用 reset 就能回到 mark 的位置，但是，rewind 和 flip 都会清除 mark 。
字符串与 ByteBuffer 互转：
第一种方式：
ByteBuffer buffer = StandardCharsets.UTF_8.encode("abc123");
String string = StandardCharsets.UTF_8.decode(buffer).toString();
System.out.println(string);
第二种方式：
ByteBuffer buffer = Charset.forName("utf-8").encode("abc123");
String string = Charset.forName("utf-8").decode(buffer).toString();
System.out.println(string);
6.5、FileChannel
Channel 介绍：
Channel 有一点类似于 Stream，它就是读写数据的双向通道，可以从 Channel 将数据读入 buffer，也可以将 buffer 的数据写入 Channel，而之前的 Stream 要么是输入，要么是输出，Channel 比 Stream 相比更为底层。
Channel 分类：
- FileChannel
- DatagramChannel
- SocketChannel
- ServerSocketChannel
FileChannel 获取方法：
FileChannel 只能工作在阻塞模式下，不能直接打开 FileChannel，必须通过 FileInputStream、FileOutputStream 或者 RandomAccessFile 来获取 FileChannel，它们都有 getChannel 方法。
- 通过 FileInputStream 获取的 channel 只能读
- 通过 FileOutputStream 获取的 channel 只能写
- 通过 RandomAccessFile 是否能读写根据构造 RandomAccessFile 时的读写模式决定
FileChannel 读取方法：
会从 channel 读取数据填充 ByteBuffer，返回值表示读到了多少字节，-1 表示到达了文件的末尾。
int readBytes = channel.read(buffer);
FileChannel 写入方法：
写入的正确姿势如下，在 while 中调用 channel.write 是因为 write 方法并不能保证一次将 buffer 中的内容全部写入 channel。
ByteBuffer buffer = ...;
buffer.put(...); // 存入数据
buffer.flip(); // 切换读模式
while(buffer.hasRemaining()) {
channel.write(buffer);
}
FileChannel 关闭方法：
channel 必须关闭，不过调用了 FileInputStream、FileOutputStream 或者 RandomAccessFile 的 close 方法会间接地调用 channel 的 close 方法，或者使用 try 代码块自动释放。
try (FileChannel channel = new FileInputStream("data.txt").getChannel()) {
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
FileChannel 位置方法：
获取当前位置
long pos = channel.position();
设置当前位置
long newPos = ...;
channel.position(newPos);
设置当前位置时，如果设置为文件的末尾，这时读取会返回 -1 ，这时写入，会追加内容，但要注意，如果 position 超过了文件末尾，再写入时在新内容和原末尾之间会有空洞（00）。
FileChannel 大小方法：
使用 size 方法获取文件的大小。
FileChannel 强制写入：
操作系统出于性能考虑，会将数据缓存，不是立刻写入磁盘。可以调用 force(true) 方法将文件内容和元数据（文件权限等信息）立刻写入磁盘。
FileChannel 文件拷贝：
try (
FileChannel from = new FileInputStream("data.txt").getChannel();
FileChannel to = new FileOutputStream("to.txt").getChannel();
) {
long size = from.size();
// remain 变量代表还剩余多少字节
for (long remain = size; remain > 0; ) {
remain -= from.transferTo((size - remain), remain, to);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
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