Java高级-IO流

File类的使用

1.File类的对象，代表一个文件或者一层文件目录（文件夹）

2.File类声明在java.io包下

3.File类中涉及到关于文件或文件目录的创建、删除、重命名、修改等方法。该类未涉及到写入或读取文件内容的操作。如果想要读取或者写入内容，则必须使用IO流来完成。

4..File类的对象常会作为参数传递到IO流的构造器中，指明读取或写入的文件。

File类的构造器

1.File(String filepath)

2.File(String parentPath,String childPath)

3.File(File parentPath,String childPath)

路径的写法，有相对路径和绝对路径

绝对路径：包含盘符在内的路径

路径分隔符： \\  如果是单\且后面跟了特殊字符，比如\t\n，则会被解析成特殊格式。所以要先对\解析。Java也动态的提供分隔符，通过File类的常量separator实现。

相对路径：相较于某个路径下，IDEA中，在JUnit中的单元测试方法中则相对于module下，在main方法中相对于project下，而eclipse相对路径只是project下。

File类的常用方法

获取方法

public String getAbsolutePath()：获取绝对路径
public String getPath() ：获取路径
public String getName() ：获取文件名称
public String getParent()：获取上层文件目录路径。如果没有，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，返回毫秒数
如下的两个方法适用于文件目录：
 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

重命名方法

public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径
    *   比如：file1.renameTo(file2)为例：
    *   要想保证返回true,需要file1在硬盘中是存在的，且file2不能在硬盘中存在。

判断方法

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

创建、删除方法

创建硬盘中对应的文件或文件目录
        public boolean createNewFile() ：创建文件。若文件存在，则不创建，返回false
        public boolean mkdir() ：创建一级文件目录。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() ：创建多级文件目录。如果此文件目录存在，就不创建了。如果上层文件目录不存在，一并创建
删除磁盘中的文件或文件目录
        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,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

IO原理

I/O ===> Input /Output的缩写，I/O是非常实用的技术，用于处理设备之间的数据传输，Java程序中，对于数据的输入和输出操作以流的方式进行。

IO分类

根据操作数据单位不同分为：字节流和字符流（字符流用于处理文本字符文件.txt\.java\.c），字节流用于处理图片、视频、音频、文档等字节文件。

根据数据流的流向不同分为：输入流和输出流 （输入、输出，主要看针对于谁说的，如果是内存读磁盘，把磁盘的文件读入到内层中，叫输入，把内存的东西写到磁盘中，叫输出）

根据流的角色不同分为：节点流、处理流。节点流直接从数据源或目的地读写数据，处理流则不直接连接到数据源或目的地，而是连接在已存在的流上。 

IO流设计了四十多个类，主要从4个抽象基类派生的

抽象基类	字节流	字符流
输入流	InputStream	Reader
输出流	OutputStream	Writer

输入流的基类

InputStream常见的方法

int read()    从输入流中读取数据的下一个字节，返回0到255范围内的int紫戒指，如果到达末尾返回-1

int read(byte[] b)从输入流中将最多b.length个字节的数据读入到一个byte数组中，如果到达末尾返回-1
int read(byte[] b,int off,int len)将输入流最多len个数据字节读入到byte数组中，如果到达末尾返回-1
void close() throws IOException关闭此输入流并释放资源

Reader常见的方法

int read():读取单个字符，字符在0到65535之间，如果到达流的末尾，则返回-1
int read(char[] chars):将字符读入数组，如果到达流的末尾，则返回-1，否则返回本次读取的字符数
int read(char[] chars int off,int lne):将字符读入数组的某一部分，存到数组chars中，从off开始存储，最多读len个字符，如果到达末尾则返回-1，，否则返回本次读取的字符数
void close() throws IOException:关闭输入流并释放系统资源

读入的文件一定要存在，否则会报FileNotFoundException异常。

输出流的基类

OutputStream常见方法

void write(int b):将指定的字节写入此输入流
void write(byte[] b):将b.length个字节从指定的byte数组写入此数据流
void wirte(byte[] b,int off,int len):将指定的byte数组中从off索引开始的len个字节写入此数据流
void flush() throws IOExcetion:刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节，调用此方法指示应将这些字节立即写入预期的目标
void close() throws IOException：关闭输出流并释放系统资源

Writer常见方法

void write(int c)写入单个字符 ,写入0 到 65535 之间的Unicode码。
void write(char[] cbuf) 写入字符数组。
void write(char[] cbuf,int off,int len)写入字符数组的某一部分。从off开始，写入len个字符
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。
void flush()刷新该流的缓冲，则立即将它们写入预期目标。
void close() throws IOException关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

基本步骤

1.创建流

2.对数据进行操作\读或写

3.关闭流

开始使用

1.读入字符流

FileReader fr = new FileReader("hello.txt");

//方式1：
int data;
while((data =fr.read())!= 1){
    System.out.print((char)data);
}

//方式2：
char[] ch = new char[1024];
int data;
while((data = fr.read(ch))!=-1){
    for(int i = 0;i<data;i++){
        System.out.print(ch[i]);
    }
    //或者
    String str = new String(ch,0,data);
    System.out.println(str)
}
//方式3：(不常用)
char[] ch = new char[1024];
int data;
while((data = fr.read(ch,0,data))!=-1){
    System.out.println((char)data);
}

2.输出字符流

FileWriter fw = new FileWriter("hello.txt");
//如果文件不存在，会自动创建文件，
//如果文件存在，且构造器使用的是FileWriter(file,false)或FileWriter(file) : 会覆盖原文件，
//如果构造器用的是(file,true)会在原文件的基础上进行写入操作

//方法1：
fw.write("hello");

//方法2：
char[] chars = new char[]{'h','e','l','l','o'};
fw.write(chars);

//方法3：
fw.write(Unicode编码)：只能写入单个字符

//方法4：
char[] chars = new char[]{'h','e','l','l','o'};
fw.write(chars,0,3)//从0下标开始，写入3个字符

//方法5:
fw.write(new String("helloword",0,3))//从下标0开始，写入3个字符
    
fw.close();

3.输入字节流

InputStream
方法和Reader差不多。只不过用的byte[]数组
主要使用FileInputStream

4.输出字节流

OutputStream
方法和Writer也差不多，不过用的是byte[]数组
主要使用OutputStream

处理流之一：缓冲流

使用缓冲流读取字节时，会一次性的读取8192B也就是8Kb,存在缓冲区中，如果缓冲区满了，才会重新从文件中读取下一个8192B个字节
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，才会把缓冲区的数据一次性的写到文件中，也可以使用flush()方法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，也就是先开后关
作用：提高流的读取，写入效率
BufferedInputStream
BufferedOutputStream
BufferedReader
BufferedWriter
缓冲流的几个方法
readLine():读取一行，不包括换行符，如果到达文件末尾返回null
newLine():换行

处理流之二：转换流

Java API提供了两个转换流
    InputStreamReader:将InputStream转换成Reader
    OutputStreamWriter:将Writer转换成OutputStream
字节流中的数据都是字符时，转换字符流操作更高效，用转换流来处理文件乱码问题，实现编码和解码的功能

将字节的输入流按照指定字符集转换成字符的输入流
InputStreamReader(InputStream,in)//使用系统默认的字符集
InputStreamReader(Inputstream in,String charset)//指明字符集

将字符的输出流按照指定字符集转换为字节的输出流
public OutputStreamWriter(OutputStream out)//使用系统默认的字符集
public OutputSreamWriter(OutputStream out,String charsetName)//指明输出的文件使用什么编码

常见的编码表

ASCII码 65~90是大写字母A-Z，97~122是小写字母a-z 48~57是数字0-9
GBK(gb2312)中文
UTF-8是使用过最广的一种Unicode的实现方式
UTF-16

标准的输入、输出流

System.in和System.out分别代表系统标准的输入和输出设备
系统默认的输入设备是键盘， 输出设备是控制台
System.in的类型是InputStream
System.out的类型，是PrintStream

方法
    setIn(InputStream in)
    setOut(PrintStream ps)
通过这两个方法对默认设备进行改变    

打印流

PrintStream 和PrintWriter
提供了一系列的重载的print()和println()方法
这两个类有自动flush功能，
PrintStream打印的所有字符都使用系统的默认字符编码转换为字节
打印字符使用PrintWriter类
System.out是PrintStream的实例
作用：将基本数据类型的数据格式化作为字符串输出

数据流

方便操作基本数据类型和String类型，
DataInputStream(InputStream)和DataOutputStream(OutputStream)
DataInputStream方法
    boolean readBoolean()
    char readChar()
    byte readByte()
    xxx readXxx()
    String readUTF()
    void readFully(byte[] b)
DataOutputStream方法和DataInputStream一致，只不过是writeXxx

这两个类用于读取和写出基本数据类型、String类型的数据
读取时，应于写出的顺序一致，否则会报异常

对象流

ObjectOutputStream 和ObjectInputStream
作用：用于读取和存储基本数据类型或对象的数据，可以把java中的对象写入到磁盘中，也可以把对象读取到内存中

重点：
    序列化：用ObjectOutputStream类保存基本数据类型或对象的机制
    反序列化：用ObjectInputStream类读取基本数据类型或对象的机制
对象序列化机制：
    把内存中的java对象转换成二进制流，然后，把这种二进制流保存在磁盘中，或通过网络将二进制流传输到另一个网络节点
反序列化：
    当其他程序获取了这种二进制流，就可以将其恢复成原来的java对象
如果要对象支持序列化，就必须实现Serializable接口或Externalizable接口其中之一
如果实现了Serializable接口，需要提供全局常量serialVersionUID,如果没有显式声明，java运行环境根据类的内部细节自动生成，如果类的实例变量做了修改，提供的serialVersionUID可能会发生变化，再去读取，就会报异常

序列化：通过readObject() 写入对象
写入一次，就应该flush()一次
反序列化:通过readObject()

对Serializable接口的理解

可用于序列化，内部是空方法接口，作为标识作用

RandomAccessFile

RandomAccessFile继承于java.lang.Object类，实现了DataInput,DataOutput两个接口，也就意味着这个类可以实现读取和写出操作
RandomAccessFile对象包含一个记录指针，用以表示当前读写处的位置。RandomAccessFile类对象可以自由移动记录的指针
构造器
    RandomAccessFile(File file,String mode)
    RandomAccessFile(String name,String mode)
    创建RandomAccessFile实例需要指定一个mode参数，改参数指定RandomAccessFile的访问模式
        r:代表只读，如果文件不存在，就不会创建文件，然后报异常
        rw:读取和写入，如果，文件不存在，就会创建文件
        rwd:读取和写入，同步文件内容的更新
        rws:读取和写入，同步文件内容和元数据的更新
long getFilePoniter() 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
     如果文件存在，且有内容，再去做写的操作，则会从文件内容的0下标开始覆盖，知道写入的内容结束，比如，文件原有内容123456，写入，789，运行后，文件内容则会变成789456，如果要做，追加，或插入操作，可以使用 seek()来移动指针，如果是追加，则可以使用file.length(),如果是插入则可以指定位置

NIO

Java NIO(New IO||Non-Blocking IO)是java 1.4版本引入的新的IO API，可以替代标准的Java IO API，NIO与IO有着相同的作用和目的，但是使用的方式完全不同，IO是面向流的，而NIO是支持面向缓冲区的，基于通道的IO操作，NIO会以更高效的方式进行文件的读写操作
Java API中提供了两套NIO，一套是针对标准输入输出NIO，另一套就是网络编程NIO
    java.nio.channels.Channel
            FileChannel -->处理本地文件
            SocketChannel-->TCP网络编程的客户端的Channel
            ServerSocketChannel-->TCP网络编程的服务器端的Channel
            DatagramChannel-->UDP网络编程中发送端和接收端的Channel
JDK7,又对NIO，进行升级，称为NIO.2

NIO.2中的类

Path接口

File类来访问文件系统，但File类 功能有限，而且大多数方法在出错时，仅仅返回false，不会提供异常信息
NIO.2就提供了Path接口,就是File类的升级版本，因为是接口无法实例化，然后有提供了工具类Paths 通过Paths工具类提供的get(String url)方法来创建对象
get(String path1,String pathN) ：用于将字符串拼接成路径
get(URL url):返回指定的url对应的Path路径

Path接口的方法

String toString() ： 返回调用 Path 对象的字符串表示形式
boolean startsWith(String path) : 判断是否以 path 路径开始
boolean endsWith(String path) : 判断是否以 path 路径结束
boolean isAbsolute() : 判断是否是绝对路径
Path getParent() ：返回Path对象包含整个路径，不包含Path对象指定的文件路径
Path getRoot() ：返回调用 Path 对象的根路径
Path getFileName() : 返回与调用 Path 对象关联的文件名
int getNameCount() : 返回Path 根目录后面元素的数量
Path getName(int idx) : 返回指定索引位置 idx 的路径名称
Path toAbsolutePath() : 作为绝对路径返回调用 Path 对象
Path resolve(Path p) :合并两个路径，返回合并后的路径对应的Path对象
File toFile(): 将Path转化为File类的对象

Files类

用于操作文件或目录的工具类
Files常用方法：
Path copy(Path src, Path dest, CopyOption … how) : 文件的复制
Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> … attr) : 创建一个目录
Path createFile(Path path, FileAttribute<?> … arr) : 创建一个文件
void delete(Path path) : 删除一个文件/目录，如果不存在，执行报错
void deleteIfExists(Path path) : Path对应的文件/目录如果存在，执行删除
Path move(Path src, Path dest, CopyOption…how) : 将 src 移动到 dest 位置
long size(Path path) : 返回 path 指定文件的大小
    
boolean exists(Path path, LinkOption … opts) : 判断文件是否存在
boolean isDirectory(Path path, LinkOption … opts) : 判断是否是目录
boolean isRegularFile(Path path, LinkOption … opts) : 判断是否是文件
boolean isHidden(Path path) : 判断是否是隐藏文件
boolean isReadable(Path path) : 判断文件是否可读
boolean isWritable(Path path) : 判断文件是否可写
boolean notExists(Path path, LinkOption … opts) : 判断文件是否不存在
SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption…how) : 获取与指定文件的连接，how 指定打开方式。
DirectoryStream<Path> newDirectoryStream(Path path) : 打开 path 指定的目录
InputStream newInputStream(Path path, OpenOption…how):获取InputStream 对象
OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption…how) : 获取 OutputStream 对象 

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本人是Java初学者，水平有限，本文章中如果有不对的地方，麻烦您能指出来。向您表示感谢。