Java面试百分百问到的 —— 超详细解读 Java IO(基础篇)

Java IO 一直以来是大厂面试题中的高频考点，本文将从 Java IO 基础使用说起，以案例 + 源码的方式讲解文件、字节流、字符流、缓冲流、打印流、随机访问流等基础内容，再深入到 Java IO 模型与设计模式，从而构建出对 Java IO 的全面认知。

文章不仅适合完全不了解 Java IO 的新同学，也适合具备一定知识储备的老同学。文中的所有案例代码强烈推荐手写复现一遍，以更好地掌握 Java IO 编程基础。

文章的结尾处给出了更新日志，每次新更新的内容都会写明，便于同学们快速了解更新的内容是否是自己所需要的知识点。

我相信，友好的讨论交流会让彼此快速进步！文章难免有疏漏之处，十分欢迎大家在评论区中批评指正。

文件

文件在程序中是以流的形式来操作的。类关系如下：

创建文件

常用构造方法

常用构造方法	描述
File(String pathname)	根据路径名构建
File(File parent, String child)	根据父目录文件 + 子路径构建
File(String parent, String child)	根据父目录路径 + 子路径构建

要想真正地在磁盘中创建文件，需要执行 createNewFile() 方法。

Tips

1. 所有 java.io 中的类的相对路径默认都是从用户工作目录开始的，使用 System.getProperty("user.dir") 可以获取你的用户工作目录。
2. 在 Windows 系统中的分隔符为 "\\"，在 Linux 系统中分隔符为 "/"，为了保证系统的可移植性，可以通过常量字符串 java.io.File.separator 获取(参见案例中的使用)。

使用案例

1. 使用 File(String pathname) 创建文件

java

复制代码

@Test public void createFile() { // 更换成你想要存放的文件路径，默认情况为用户工作目录，可以通过 System.getProperty("user.dir") 显示获取 String userDir = System.getProperty("user.dir"); System.out.println("用户工作目录：" + userDir); System.out.println("当前操作系统的文件分隔符为：" + File.separator); String fileName = "createFile.txt"; String path = userDir + File.separator + fileName; // 组装路径 File file = new File(path); // 此时只是程序中的一个对象 // File file = new File(fileName); // 默认会创建到用户工作目录中，和上一面的语句创建的文件路径一致。 try { file.createNewFile(); // 执行该方法才会真正地在磁盘中创建文件 System.out.println("文件创建成功"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }

1. 使用 File(File parent, String child) 创建文件

java

复制代码

@Test public void createFile2() { // 更换成你想要存放的文件路径 File parentFile = new File("/Users/sunnywinter/projects/interviewcode/"); String fileName = "testFile2.txt"; File file = new File(parentFile, fileName); try { file.createNewFile(); System.out.println("文件创建成功"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }

1. 使用 File(String parent, String child) 创建文件

java

复制代码

@Test public void createFile3() { // 更换成你想要存放的文件路径 String parentFile = System.getProperty("user.dir"); String fileName = "createFile3.txt"; File file = new File(parentFile, fileName); try { file.createNewFile(); System.out.println("文件创建成功"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }

获取文件信息

常用方法

返回值	方法名	描述
String	getName()	获取文件名
String	getAbsolutePath()	获取文件绝对路径
String	getParent()	获取文件父级目录
long	length()	返回文件大小(字节)
boolean	exists()	判断文件是否存在
boolean	isFile()	判断是否是一个文件
boolean	isDirectory()	判断是否是一个目录

使用案例

java

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@Test public void getFileInfo() { File file = new File("/Users/sunnywinter/projects/interviewcode/testFile.txt"); System.out.println("文件名：" + file.getName()); System.out.println("文件绝对路径：" + file.getAbsolutePath()); System.out.println("文件父级目录：" + file.getParent()); System.out.println("文件大小(字节)：" + file.length()); System.out.println("文件是否存在：" + file.exists()); System.out.println("是否是一个文件：" + file.isFile()); System.out.println("是否是一个目录：" + file.isDirectory()); }

目录操作与文件删除

使用方法

返回值	方法名	描述
boolean	mkdir()	创建一级目录
boolean	mkdirs()	创建多级目录
boolean	delete()	删除文件或目录

使用案例

java

复制代码

@Test public void test() { String parentPath = "/Users/sunnywinter/projects/interviewcode/"; String fileName = "testFile.txt"; String directoryName = "a"; String mulDirectoryName = "b/c/d"; // 删除文件 File file = new File(parentPath, fileName); file.delete(); // 创建一级目录 File directory = new File(parentPath, directoryName); directory.mkdir(); // 创建多级目录 File mulDirectory = new File(parentPath, mulDirectoryName); mulDirectory.mkdirs(); // 删除目录 directory.delete(); }

IO 流概述

IO，Input/Output，即输入/输出。判断输入输出以计算机内存为中心，如果从内存到外部存储就是输出，从外部存储到内存就是输入。数据传输过程类似于水流，因此称为 IO 流。

在 Java 中，根据操作数据单位的不同，IO 流分为字节流和字符流；根据数据流的流向不同，分为输入流和输出流；根据流的角色不同，分为节点流和处理流。

Java IO 流共涉及 40 多个类，但都是从表中的 4 个抽象基类派生而来，派生的子类名称都是以其父类名作为子类名的后缀。

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

列举一些常用的类。

字节流

首先，我们先学习如何将数据写入到文件中。

OutputStream(字节输出流)

OutputStream 用于将内存数据(字节信息)写入到文件中，java.io.OutputStream抽象类是所有字节输出流的父类。

常用方法

返回值	方法名	描述
void	write(int b)	将特定字节写入输出流。
void	write(byte b[])	将数组 b 写入到输出流，等价于 write(b, 0, b.length) 。
void	write(byte[] b, int off, int len)	在 write(byte b[]) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字节数）。
void	flush()	刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。
void	close()	关闭输出流释放相关的系统资源。

FileOutputStream

FileOutputStream 是最常用的字节输出流子类，可直接指定文件路径，可以直接输出单字节数据，也可以输出指定的字节数组。

类图关系如下：

Tips

java.io.Closeable 接口扩展了 java.lang.AutoCloseable 接口。因此，对任何 Closeable 进行操作时，都可以使用 try-with-resource 语句（声明了一个或多个资源的 try 语句，可以自动关闭流，具体使用方法参见使用案例）。 为什么要有两个接口呢？因为 Closeable 接口的 close 方法只抛出了 IOException，而 AutoCloseable.close 方法可以抛出任何异常。

常用构造函数

append 为 true 时，表明追加写入。

使用案例

需求 1：向 mrpersimmon.txt 文件中写入 Hi,Mrpersimmon!

代码：

java

复制代码

@Test public void testFileOutputStream() { // FileOutputStream(String name, boolean append) 追加写入 // FileOutputStream(String name) 覆盖写入 try (BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("mrpersimmon.txt"))) { String str = "Hi,Mrpersimmon!"; // write(byte b[]) : 将字节数组 b 写入到输出流，等价于 write(b, 0, b.length) bos.write(str.getBytes("UTF-8")); // str.getBytes() 字符串 -> 字节数组 } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }

Tips

1. FileOutputStream 在使用中要和 BufferedOutputStream 一起使用，性能更好。
2. try(...OutputStream) 可以自动关闭输出流࿰