java io

本文深入讲解Java中的IO流概念,包括字节流和字符流的类继承结构,缓存流的作用,字符流的编码,以及其他常见流如Scanner、PrintStream等的使用方法。同时介绍了文件IO的新旧API对比。

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目录

一 介绍

二 类继承结构

三 缓存流

四 字符流的编码

五 其他流

5.1 Scanner

5.2 PrintStream

5.3 流与命令行

5.4 DataOutputStream

5.5 ObjectOutputStream

六 文件IO

七 其他

参考


一 介绍

一个io流表示一个输入源或输出目的,这些源和目的包括磁盘、设备、其他程序和内存。流的模型是一个数据的序列。

二 类继承结构

流分为字节流和字符流,分别用InputStream、OutputStream和Reader、Writer表示。下面是它们的类继承关系:

java.lang.Object

三 缓存流

InputStream的实现类FileInputStream可以将文件视为输入流,查看它的源码,会发现read方法是通过本地方法实现的。类似的,和文件操作有关的流都会使用本地方法实现。

FileInputStream一般每次都是直接从文件中读取一小块数据,每次都触发磁盘访问,导致程序效率低下。每次都读一大块,这样磁盘访问次数会少点,这样效率就搞了,但是一般程序不会一下子处理一大块程序,于是需要自己管理这一大块数据,因此让程序复杂了点。于是就出现了InputStream(不是针对某一个具体的输入流,而是所有的输入流)的包装类BufferedInputStream。

BufferedInputStream将InputStream作为成员,一次性通过InputStream读取一大块数据放入到内存缓存中,之后程序员使用的读取操作都是对这块缓存进行的。如果缓存读完了会再次触发一次读取操作。将一大块数据交由BufferedInputStream管理这就解决了上面的问题。

类似的,字符缓存流BufferedInputStream的原理也是类似的。

如果查看源码,发现BufferedInputStream的fill()方法是通过InputStream.read(byte[] b, int off, int len)实现的,而该方法又是通过read()一个一个读取实现的。这和上面的所说的一次读取一块冲突呀!实际上,在使用缓存流读取文件时,传入的流为FileInputStream,缓存类fill()方法执行的read(byte[],int,int)方法其实是FileInputStream的方法(继承覆盖),该方法是个本地方法,因此确实是一次读取一大块。

四 字符流的编码

字节流一次可以读一个字节,而字符流一次可以读入一个字符,那么就存在一个解码的过程。在内存中使用Unicode字符集(它的编码方式忘了,反正16个字节存一个字符就是了,不要混淆字符集和字符编码的关系),而输入字符流一般情况下使用系统默认编码(我们的GBK编码方式)解码输入字符流,比如FileReader,强制使用系统编码来解码文件流。

InputStreamReader代表一个文件流,可以通过它设置编码。而FileReader继承InputStreamReader,如果查看它的源码,会发现就是写了几个构造函数,将默认编码写死了,也就是强制使用默认编码。

注意的是,即使一个继承自字节流的流,如果对字符进行操作时都会使用默认编码。所以说啊,,并不是字节流就不操作字符了。。。。但是字符流应该可以设置编码。

五 其他流

流嘛,有输入就有输出,但是都差不多,下面只介绍其中一种。

5.1 Scanner

从简单文本中解析出一个一个基本类型和字符串,解析出来的叫做token。token由分界符分隔,默认分隔符为空白字符,但是可以用正则表达式作为分隔符。next***方法可以从输入流中获得对应类型的数据,比如next返回字符串、nextDouble返回double类型数据,hasNext***方法可以判断是否下一个token为该类型数据。

5.2 PrintStream

和PrintWriter类似,没啥用,就是格式化文本输出的(输出字符,尽管是字节流。。)。我们经常用的System.out对象就是PrintStream类型的,通过print、printf、format进行格式化输出到输出流。

5.3 流与命令行

在使用命令行时System.in(InputStream)、System.out(PrintStream)、System.err(PrintStream)都会绑定控制台的流。但是也可以使用Console提供输入输出流,但是在eclipse中运行时是获取不到console的。

5.4 DataOutputStream

与PrintStream类似,但是不是输出字符,而是二进制,比如可以将基本类型的数据的二进制写入输出流中,使用write***写入。writeUTF可以写入字符串,但是将每个字符用utf编码再写入输出流。

5.5 ObjectOutputStream

包含DataOutputStream的功能,但是还能够写入对象到输出流中,对象需要实现Serializable接口。写入对象时,对象属性引用的对象也会被写入到流中。一个流中只能含有一个对象的副本,但是可以含有多个该对象的引用(写入了多次)。

六 文件IO

jdk7中引入了新io,在nio包中,并且建议不要使用io包中的File对象操作文件或文件夹,而是使用nio包中的Path和Files。Path代表路径,有对路径操作的方法;Files含有对文件和文件夹的操作。这里给出了两者完整的比较:Legacy File I/O Code

七 其他

使用例子

public class TestAll {
	
	@Test
	public void test() {
		try(BufferedReader bufferedReader=new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("D:\\bookticket.sql"),"utf-8"))) {
			String str;
			while((str=bufferedReader.readLine()) != null)
				System.out.println(str);
		} catch (FileNotFoundException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

 

写的有点简单,以后补充。。。

参考

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/io/index.html

 

 

 

 

<think>好的,我现在需要处理用户关于Java IO的问题。用户希望了解Java IO的概念或者解决相关问题,特别是询问教程和故障排除的方法。首先,我得回顾一下Java IO的基础知识,确保自己理解正确,然后组织回答的结构。 首先,Java IO主要涉及输入输出,用于处理数据的读写。核心包是java.io,里面有很多类,比如File、InputStream、OutputStream、Reader、Writer等。用户可能需要知道这些类的层次结构和使用方法。 接下来,常见的IO操作包括文件读写、网络通信、序列化等。比如,FileInputStream和FileOutputStream用于字节,而FileReader和FileWriter用于字符。缓冲(BufferedInputStream等)可以提高效率,这部分应该提到。 然后,异常处理是Java IO中很重要的一部分,比如IOException,需要正确处理try-with-resources来自动关闭,避免资源泄漏。这部分用户可能在故障排除时会遇到问题,比如未正确关闭导致文件锁定或资源耗尽。 关于教程,Oracle的官方文档是权威资源,应该引用。比如引用[3]提到了JSP的信息,但用户需要的是IO的教程,可能需要检查是否有其他引用相关。不过用户给出的引用中,引用[1]是关于JDK 7的故障排除工具,可能和调试IO问题相关,比如使用jdb进行调试。引用[5]提到字节码信息,可能和IO关系不大,但故障排除时可能需要查看异常堆栈,这可能涉及字节码或类加载的问题。 对于故障排除,常见问题包括文件路径错误、权限问题、字符编码不一致导致的乱码,或者未正确关闭。比如,文件找不到可能是因为相对路径的当前工作目录与预期不符,或者文件被其他进程占用。这时候需要检查路径是否正确,是否有读取权限,使用绝对路径测试,或者使用工具如Process Explorer查看文件句柄。 此外,NIO(New IO)在Java 1.4引入,提供了非阻塞IO和通道等高效处理方式,用户可能也需要了解NIO和传统IO的区别,比如使用Channel和Buffer的方式,或者使用Files类简化操作。 在组织回答时,需要分步骤讲解,比如先介绍核心概念,然后常见操作,接着是故障排除技巧,最后提供学习资源和相关工具。同时,生成的问题要围绕Java IO的进一步学习,比如NIO、性能优化、常见异常处理等。 需要确保回答中的LaTeX格式正确,比如类名和方法名可能需要用代码块,而数学表达式则用$...$。例如,文件路径的转义可能需要讨论,比如在字符串中使用反斜杠需要转义,写成`"C:\\\\path\\\\to\\\\file"`,但这里可能不需要数学表达式,所以可能不需要用到LaTeX的公式部分。 检查用户提供的引用,是否有与IO相关的资源。引用[4]是关于安卓USB驱动的,可能不相关。引用[2]关于反射,可能也不直接相关,但故障排除时可能会用到反射来检查类路径或资源加载,这可能间接相关,但可能不需要特别提到。 总结回答结构: 1. Java IO核心概念:、字节与字符、缓冲、NIO。 2. 常见操作:文件读写示例代码。 3. 故障排除:常见问题及解决方法,如路径、权限、编码、资源泄漏。 4. 学习资源:官方教程、工具(如jdb)。 5. 相关问题:如何选择IO和NIO,处理大文件,字符编码问题,关闭资源方法,常见异常处理。 需要确保回答中的引用正确,比如引用[1]关于JDK工具,可能在故障排除时使用jdb或者jstack等工具分析问题,可以提到。引用[3]的链接虽然是JSP,但Oracle的Java EE教程可能包含IO相关内容,需要检查链接是否有效,但用户提供的链接可能已失效,需要注意。不过用户给出的引用可能有误,比如引用[3]的网址是javaee.github.io,可能是正确的,但需要确认是否有IO相关部分。 最后,代码示例需要正确,比如使用try-with-resources来读取文件,展示正确的异常处理方式。同时,确保所有技术术语准确,例如InputStreamReader处理字符编码,BufferedReader提高读取效率。 可能的问题点:用户提供的引用中是否有直接关于Java IO的内容?引用[1]提到JDK工具,可以用于调试IO问题,比如使用jdb调试应用程序,或者在出现IO异常时分析线程状态。引用[5]关于字节码信息,可能与IO问题关系不大,但类加载时找不到资源文件可能会涉及,需要看具体情况。 因此,在故障排除部分,可以建议使用JDK工具如jstack检查是否有线程阻塞在IO操作,或者使用jdb进行调试,引用[1]。同时,处理资源泄漏时,可以使用try-with-resources来自动关闭,这是Java 7的特性,可能需要提到。 综上所述,回答的结构应该是先介绍核心概念,然后示例代码,接着故障排除步骤,引用相关资源,最后生成相关问题。</think>### Java IO 概念与问题排查指南 #### 一、核心概念 Java IO(输入输出)用于处理数据读写,核心包为 `java.io`,主要分为两类: 1. **字节**:处理二进制数据,基类为 `InputStream` 和 `OutputStream`,例如 `FileInputStream` 和 `BufferedOutputStream`。 2. **字符**:处理文本数据,基类为 `Reader` 和 `Writer`,例如 `FileReader` 和 `BufferedWriter`。 3. **NIO(New IO)**:Java 1.4 引入,通过 `Channel` 和 `Buffer` 实现高效非阻塞操作,例如 `Files.readAllLines()`[^1]。 #### 二、常见操作示例 1. **文件读取(字符)**: ```java try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) { String line; while ((line = reader.readLine()) != null) { System.out.println(line); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } ``` 2. **文件写入(字节)**: ```java try (OutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("output.dat"))) { out.write("Hello".getBytes()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } ``` #### 三、故障排查技巧 1. **文件路径问题** - 使用绝对路径或检查工作目录:`System.getProperty("user.dir")`。 - 路径分隔符兼容性:使用 `File.separator` 替代硬编码的 `/` 或 `\`。 2. **权限与资源占用** - 确认文件可读/写:`file.canRead()` 和 `file.canWrite()`。 - 确保正确关闭:使用 **try-with-resources**(Java 7+)避免资源泄漏。 3. **字符编码问题** - 指定编码格式:例如 `new InputStreamReader(new FileInputStream("file.txt"), StandardCharsets.UTF_8)`。 4. **调试工具** - 使用 `jdb`(Java Debugger)追踪 IO 异常堆栈[^1]。 - 通过 `jstack` 分析线程阻塞(如网络 IO 超时)。 #### 四、学习资源 1. **官方教程** - [Oracle Java IO 教程](https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/io/)(涵盖基础与 NIO)。 2. **进阶内容** - Java NIO.2(Java 7+)的 `Path` 和 `Files` 类[^3]。
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