笛子的Java系列总结——IO流（更新中）

1 File类的使用

• java.io.File类：文件和文件目录路径的抽象表示形式，与平台无关
• File 能新建、删除、重命名文件和目录，但 File 不能访问文件内容本身。
  如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入/输出流
• 想要在Java程序中表示一个真实存在的文件或目录，那么必须有一个File对 象，但是Java程序中的一个File对象，可能没有一个真实存在的文件或目录。
• File对象可以作为参数传递给流的构造器

1.1 常用构造器

• public File(String pathname)
  以pathname为路径创建File对象，可以是 绝对路径或者相对路径，如果pathname是相对路径，则默认的当前路径在系统属性user.dir中存储。
• public File(String parent,String child)
  以parent为父路径，child为子路径创建File对象
• public File(File parent,String child)
  根据一个父File对象和子文件路径创建File对象

1.2 路径分隔符

路径分隔符和系统有关，Windows和Dos用"“表示，UNIX和URL用”/"表示
File类提供了一个常量：
public static final String separator ：根据操作系统，动态的提供分隔符
举例：

File file1 = new File("d:\\atguigu\\info.txt");
File file2 = new File("d:" + File.separator + "atguigu" + File.separator + "info.txt");
File file3 = new File("d:/atguigu");

1.3 常用方法

• File类的获取功能
  (1) public String getAbsolutePath()：获取绝对路径
  (2) public String getPath() ：获取路径
  经过测试，通过这个方法获取到的路径取决于创建对象时使用的方式，如果是绝对路径，这里返回绝对路径，如果是相对路径，这里就返回相对路径
  (3) public String getName() ：获取名称
  (4) public String getParent()：获取上层文件目录路径。若无，返回null
  (5) public long length() ：获取文件长度（即：字节数）。不能获取目录的长度。
  (6) public long lastModified() ：获取最后一次的修改时间，毫秒值
  (7) 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
  (8) 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

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• File类的重命名功能
  public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径
  有点类似于文件移动，A.renameTo(B) 将A从原来的目录移动到B的目录，并和改名为B的filename，若B是已经存在的文件，在返回false，移动失败

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• File类的判断功能
  (1) public boolean isDirectory()：判断是否是文件目录
  (2) public boolean isFile() ：判断是否是文件
  (3) public boolean exists() ：判断是否存在
  (4) public boolean canRead() ：判断是否可读
  (5) public boolean canWrite() ：判断是否可写
  (6) public boolean isHidden() ：判断是否隐藏

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• File类的创建功能
  PS:在使用这些创建或删除方法的时候，也是根据路径或者File对象先生成对象（即使在系统中实际还不存在），然后再调用方法
  (1) public boolean createNewFile() ：创建文件。若文件存在，则不创建，返回false
  (2) public boolean mkdir() ：创建文件目录。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。
  (3) public boolean mkdirs() ：创建文件目录。如果上层文件目录不存在，一并创建
  注意事项：如果你创建文件或者 文件 目录没有 写 盘符路径 ， 那么 ， 默认在项目路径下 。

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• FIle类的删除功能
  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。要删除一个文件目录，请注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录

2 IO流原理及流的分类

虽然这部分涉及到很多API，但是流的用法都是相似的，只需要掌握一种流的标准写法，然后着重关注不同流之间的区别。

2.1 流的分类

1. 根据操作数据单位的不同可以分为：字节流（8 bit），字符流（16 bit）字节流用来处理非文本数据，字符流用来处理文本数据；
2. 按数据流的流向不同分为：输入流、输出流
3. 按照流的源头（角色）不同可以分为：节点流，处理流
   节点流诞生于源数据之上，即根据文件创建的流；
   处理流诞生于流之上，即根据其他IO创建（套接于其他流之上）

2.2 抽象基类

Java中IO流体系下有众多类别，其中有4种作为基础的抽象基类（根据流向和操作的数据单位不同有四类）

写在所有IO流之前：程序中打开的文件 IO 资源不属于内存里的资源，垃圾回收机制无法回收该资源，所以应该 显式关闭文件 IO 资源。

举例

FIle file = new File("test.txt");
FileReader fInput = new FileReader(file)；
// 省去对读取数据的处理
fInput.close(); // 手动关闭IO流并释放与该流关联的所有系统资源

2.2.1 InputStream & Reader 提供的接口方法

1. InputStream 和 Reader 是所有 输入流的基类
2. InputStream（典型实现：FileInputStream）

• 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 字节值。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。
• int read(byte[] b)
  从此输入流中将最多 b.length 个字节的数据读入一个 byte 数组中。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。否则整数形式返回实际读取的字节数。
• int read(byte[] b, int off, int len)
  和上面的不同在于，它实际读取的字节数是len个，并且存放位置从发b的第off个位置开始，以读取文本数据为“1234567890abcdef”举例

    @Test
    // 测试int read(byte[] b, int off, int len)方法
    public void test5() throws IOException {
        File file = new File("file1.txt");
        FileReader rd = new FileReader(file);
        char[] data = new char[8];
        while (rd.read(data, 2,4)  != -1){
            for(char c : data){
            System.out.print(c);
        }
        }
        rd.close();
    }

3. Reader（典型实现：FileReader）
   除了按字符读取，其余与InputStream相同

• int read()
• int read(char [] c)
• int read(char [] c, int off, int len)

2.2.2 OutputStream & Writer 提供的接口方法

1. OutputStream 和 Writer 也非常相似，是所有输出流的基类
2. OutputStream：

• void write(int b/int c);
  将指定的字节写入此输出流。write 的常规协定是：向输出流写入一个字节。要写入的字节是参数 b 的八个低位。b 的 24 个高位将被忽略。 即写入0~255范围的。
• void write(byte[] b/char[] cbuf);
  将 b.length 个字节从指定的 byte 数组写入此输出流。write(b) 的常规协定是：应该与调用 write(b, 0, b.length) 的效果完全相同。
• void write(byte[] b/char[] buff, int off, int len);
  将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。
• void flush();
  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
  即写入它们预期的目标。
• void close(); 需要先刷新，再关闭此流

3. Writer：除了按字符写入，其余与OutputStream相同

• void write(int b/int c);
  写入单个字符。要写入的字符包含在给定整数值的 16 个低位中，16 高位被忽略。 即写入0 到 65535 之间的Unicode码。
• void write(byte[] b/char[] cbuf);
• void write(byte[] b/char[] buff, int off, int len);
• void flush();
• void close(); 需要先刷新，再关闭此流

2.3 IO流体系

基于上介绍的四个抽象基类，根据不同的作用，有如下的IO流体系图
图中红框中的是节点流，除了它和抽象基类的其他都是处理流，蓝框中的是比较重要需要关注的。（也就是说目前主要关注文本流、缓冲流、转换流和对象流）

3 节点流(或文件流) FIle…

这部分也没什么需要记忆 的东西，感觉不熟去自己实现一个文件复制的方法就行了 （测试发现，复制速度甚至比直接拖到要快哦！）

3.1 读取文件流程

1. 建立一个流对象，将已存在的一个文件加载进流。

FileReader fr = new FileReader(new File(“Test.txt”));

2. 创建一个临时存放数据的数组。

char[] ch = new char[1024]; // 这里也可以一个一个读

3. 调用流对象的读取方法将流中的数据读入到数组中。

fr.read(ch);

4. 关闭资源。

fr.close();

3.2 写入文件流程

1. 创建流对象，建立数据存放文件

FileWriter fw = new FileWriter(new File(“Test.txt”));

2. 调用流对象的写入方法，将数据写入流

fw.write(“安如磐石”); // 也可以以char[]的形式写入数据

3. 关闭流资源，并将流中的数据清空到文件中。

fw.close();

3.3 注意点

1. 在写入一个文件时，如果使用构造器FileOutputStream(file)，则 目录 下有同名文 件将被 覆盖；而用构造器FileOutputStream(file,true)，则目录下的同名文件不会被覆盖，在文件内容末尾追加内容。
2. 在读取文件时，必须保证该文件已存在，否则报异常。
3. 字节流操作字节，比如：.mp3，.avi，.rmvb，mp4，.jpg，.doc，.ppt
4. 字符流操作字符，只能操作普通文本文件。最常见的文本文
   件：.txt，.java，.c，.cpp 等语言的源代码。尤其注意.doc,excel,ppt这些不是文本文件。

4 缓冲流 Buffered…

4.1 作用及原理

缓冲流的最大作用：提高数据读取的速度：

1. 上面中介绍的文本流读取数据时，根据设定的大小（比如16），读16个字符，只会读16个字符，如果文件很大，需要频繁的进行内存和硬盘的交互；
2. 而缓冲流会创建一个内部缓冲区数组，缺省使用8192个字节(8Kb)的缓冲区。

• 当读取数据时，数据按块读入缓冲区，其后的读操作则直接访问缓冲区，直到缓冲区装满了，才重新从文件中读取下一个8192个字节数组。
• 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，
  BufferedOutputStream才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用方法
  flush()可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流

4.2 使用方法

1. 缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，根据数据操作单位可以把缓冲流分为

• BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
• BufferedReader 和 BufferedWriter

2. 注意事项

• 关闭流的顺序和打开流的顺序相反。只要关闭最外层流即可，关闭最外层流也
  会相应关闭内层节点流
• flush()方法的使用：手动将buffer中内容写入文件
• 如果是带缓冲区的流对象的close()方法，不但会关闭流，还会在关闭流之前刷
  新缓冲区（自动调用flush方法），关闭后不能再写出

3. 一个特殊的方法
   .readLine()是BufferedRead特有的方法（不包含换行符，读到末尾时为null）

缓冲流使用举例

    public void test()  {
        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
// 创建缓冲流对象：它是处理流，是对节点流的包装
            br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\IOTest\\source.txt"));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter("d:\\IOTest\\dest.txt"));
            String str;
            while ((str = br.readLine()) != null) { // 一次读取字符文本文件的一行字符
                bw.write(str); // 一次写入一行字符串
                bw.newLine(); // 写入行分隔符
            }
            bw.flush(); // 刷新缓冲区
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
// 关闭IO流对象
            try {
                if (bw != null) {
                    bw.close(); // 关闭过滤流时,会自动关闭它所包装的底层节点流
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (br != null) {
                    br.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

5 转换流

不同于上面都是四个一组，Java API提供了两个转换流：InputStreamReader 和 OutputStreamWriter ，都属于字符流

5.1 作用

1. 转换流提供了字节流和字符流之间的转换

• InputStreamReader ：将InputStream 转换为Reader
• OutputStreamWriter ：将Writer 转换为OutputStream

2. 应用场景：字节流中的数据都是字符时，转成字符流操作更高效，很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题。实现编码和解码的功能。

5.2 使用方法

转换流使用举例，复制file中的内容到file5中并完成编码方式的改变

    @Test
    public void testMyInput() throws Exception {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("file1.txt"); // 注1
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file5.txt");
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "UTF-8");
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos, "GBK");
        BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
        String str = null;
        while ((str = br.readLine()) != null) {
            bw.write(str);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }
        bw.close();
        br.close();
    }
}

对上面注1的说明：
这里可以根据文件名创建流是因为FileInputStream的构造器中根据文件名创建了文件对象

public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException {
        this(name != null ? new File(name) : null);
    }

6 标准输入、输出流 + 打印流 + 数据流（了解内容）

6.1 标准输入、输出流

可以通过修改这个IO流修改默认的输入输出设备

6.2 打印流

可以将各种基本数据类型转化为字符串输出

6.3 数据流

可以把Java程序中的基本数据类型和String类型的变量以文件的形式保存和复原
有一说一，这个还挺有意思的，居然可以把变量存档！

注意事项：读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时，保持的数据的顺序一致。否则会报错

7 对象流

7.1 对象的序列化

8 随机存取文件流

9 NIO.2中Path、Paths、Files类的使用