JAVA IO流

本文深入解析字节流和字符流的概念及操作差异,解释为何需要字符流,探讨其如何解决字节流可能引发的乱码问题,尤其是处理多字节编码如汉字时。同时,介绍了字节流的基础类InputStream和OutputStream及其常用子类。

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字节流和字符流的区别
字节流和字符流操作的本质区别只有一个:字节流是原生的操作,字符流是经过处理后的操作。

画个图,字节流在操作时不会用到缓冲区,也就是不会用到内存,文件本身直接操作的,而字符流在操作时使用了缓冲区,通过缓冲区再操作文件,看下图:

为什么要有字符流而不直接用字节流呢?

我相信有些读者心里肯定要问这个问题,我刚开始学习的时候也想过这个问题,为什么不直接用字节流解决呢,还非要搞个字符流出来呢。

我的理解就是字节流处理多个字节表示的东西的时候有可能会出现乱码的问题,比如汉字,用字节流读取的时候有可能因为一位字节没有读到就变成了乱码,字符流呢就完美解决了这个问题,字符流你们可以这样理解,字节流和编码表的组合就是字符流。因为有了编码表所以可以确定这个汉字有多少个字节,这样字节流就可以根据位数准确的读写汉字了。

以上纯为个人理解,如有不对的地方请在评论区给我留言哦。

3.2 字节流
字节流顾名思义就是通过字节直接操作字符,更底层一些。

字节流最基础的两个类就是 InputStream和 OutputStream ,根据这两个派生而来类都含有 read()和 write() 的基本方法,用于读写单个字节或者字节数组。

3.2.1 InputStream 和 OutputStream类
InputStream类是一个抽象类 ,是所有字节输入流类的父类。

OutputStream类是一个抽象类,是所有字节输出流的父类

InputStream的常见子类有:

FileInputStream:看这个名字就知道用于从文件中读取信息。
ByteArrayInputStream: 字节数组输入流,
ObjectInputStream:序列化时使用 一般和ObjectOutputStream一起使用
FilterInputStream: 过滤输入流,为基础的输入流提供一些额外的操作。
OutputStream的常见子类有:

FileOutPutStream: 文件输出流对文件进行操作
ByteArrayOutputStream: 字节数组输出流
ObjectOutputStream: 序列化时使用 一般和OjbectInputStream一起使用
FilterOutputStream:过滤输出流,为基础的输出流提供一些额外的操作。

### Java IO概述 Java I/O 是一种用于处理数据输入和输出的机制,广泛应用于文件读写、网络通信以及与其他外部资源交互的操作。它通过一系列类和接口实现了灵活而高效的输入输出功能[^1]。 #### 节点与处理的区别 Java IO 按照角色的不同可分为 **节点** 和 **处理**(也称为包装)。 - **节点**:直接连接到特定的数据源或目标上,例如 `FileInputStream` 或 `FileOutputStream`。这些负责从底层设备读取或写入原始数据。 - **处理**:建立在其他的基础上,提供额外的功能或过滤器来增强基本的能力。常见的例子有 `BufferedInputStream` 和 `ObjectInputStream` 等[^4]。 --- ### 字节与字符的关系 Java IO 支持两种主要形式:字节和字符。 - **字节**:基于二进制数据传输,适用于任何类型的文件(如图片、视频等),其核心抽象基类为 `InputStream` 和 `OutputStream`[^3]。 ```java try (FileInputStream fis = new FileInputStream("example.txt")) { int data; while ((data = fis.read()) != -1) { System.out.print((char)data); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } ``` - **字符**:专门针对文本文件设计,简化了字符串编码转换的过程,核心抽象基类为 `Reader` 和 `Writer`。 ```java try (FileReader fr = new FileReader("example.txt"); BufferedReader br = new BufferedReader(fr)) { String line; while ((line = br.readLine()) != null) { System.out.println(line); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } ``` --- ### Apache Commons-IO 工具库简介 为了进一步优化开发者体验并减少重复劳动,Apache 提供了一个名为 **Commons-IO** 的工具集。该工具集中包含了大量实用方法,显著提高了日常 IO 操作的效率[^2]。以下是两个常用的类: - **FileUtils**: 主要用于文件复制、删除以及其他高级操作。 ```java import org.apache.commons.io.FileUtils; File srcFile = new File("source.txt"); File destFile = new File("destination.txt"); try { FileUtils.copyFile(srcFile, destFile); // 复制文件 } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } ``` - **IOUtils**: 集成了多种便捷函数,方便执行诸如关闭或者将内容转成字符串的任务。 ```java InputStream is = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("config.properties"); String content = IOUtils.toString(is, StandardCharsets.UTF_8); System.out.println(content); ``` --- ### 常见问题及其解决方案 1. **如何高效地读取大文件?** 对于超大规模文件建议采用缓冲区配合分批加载的方式完成读取工作。利用 `BufferedReader` 结合固定大小缓存可有效降低内存占用率。 2. **遇到乱码现象怎么办?** 如果发现程序输出存在乱码,则可能是未指定正确的字符集所引起的问题。务必确认源文件的实际编码格式,并显式声明对应的解码方式,例如 UTF-8 或 GBK。 3. **忘记释放资源会引发什么后果?** 不当管理打开状态下的 Stream 容易造成资源泄漏风险,进而影响应用程序稳定性甚至崩溃。推荐使用 Try-With-Resources 自动化清理机制确保每次调用结束后都能及时回收关联对象实例。 ---
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