IO流基础

1.字节流  1.1 字节输入流【inputStream】   java.io.InputStream 抽象类是表示字节输入流的所有类的超类,可以读取字节信息到内存中。 它定义了字节输入流的基本共性功能方法。 publi...

1.字节流

 1.1 字节输入流【inputStream】

  java.io.InputStream 抽象类是表示字节输入流的所有类的超类,可以读取字节信息到内存中。 它定义了字节输入流的基本共性功能方法。

  • public void close() :关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。 
  • public abstract int read() : 从输入流读取数据的下一个字节。
  • public int read(byte[] b) : 从输入流中读取一些字节数,并将它们存储到字节数组 b中 。

小贴士:
close方法,当完成流的操作时,必须调用此方法,释放系统资源。

1.2 FileInputStream

  java.io.FileInputStream 类是文件输入流,从文件中读取字节。 

构造方法:

    • FileInputStream(File file) : 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ,该文件由文件系统中的 File对象 file命名。 
    • FileInputStream(String name) : 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ,该文件由文件系统中的路径名 name命名。

当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。该路径下,如果没有该文件,会抛出 FileNotFoundException 。

示例代码:

1 public class FileInputStreamConstructor throws IOException{
2     public static void main(String[] args) { 
3        // 使用File对象创建流对象
4        File file = new File("a.txt"); 
5        FileInputStream fos = new FileInputStream(file); 
6        // 使用文件名称创建流对象
7        FileInputStream fos = new FileInputStream("b.txt"); 
8      }
9  }

   读取字节数据:

  1. 读取字节: read 方法,每次可以读取一个字节的数据,转化为int类型的数据,当读取到文件末尾,则返回 -1 ,代码使用演示:

 1 public class FISRead {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException{
 3         // 使用文件名称创建流对象
 4         FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
 5         // 读取数据,返回一个字节
 6         int read = fis.read();
 7         System.out.println((char) read);
 8         read = fis.read();
 9         System.out.println((char) read);
10         read = fis.read();
11         System.out.println((char) read);
12         read = fis.read();
13         System.out.println((char) read);
14         read = fis.read();
15         System.out.println((char) read);
16         // 读取到末尾,返回-1
17         read = fis.read();
18         System.out.println( read);
19         // 关闭资源 
20        fis.close();
21     }
22  }

  结果如下:

  改进读取方式,使用循环读取的方式。代码使用演示:

 1 public class FISRead {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException{
 3         // 使用文件名称创建流对象
 4         FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
 5         // 定义变量,保存数据
 6         int b ;
 7         // 循环读取
 8         while ((b = fis.read())!=-1) {
 9             System.out.println((char)b);
10         }
11         // 关闭资源
12         fis.close();
13     }
14  }

   结果如下:

 

小贴士:
1.每次读取了一个字节,会自动转化为int类型的数据。

2. 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。

  

  2. 使用字节数组读取: read(byte[] b) ,每次读取b的长度个字节到数组中,返回读取到的有效字节个数,读取到数据末尾时,返回 -1 ,代码使用演示:

  

 1 public class FISRead {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException{
 3         // 使用文件名称创建流对象. 
 4        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为 abcde
 5         // 定义变量,作为有效个数
 6         int len ;
 7         // 定义字节数组,作为装字节数据的容器 
 8           byte[] b = new byte[2];
 9         // 循环读取
10         while (( len= fis.read(b))!=-1) {
11             // 每次读取后,把数组变成字符串打印
12             System.out.println(new String(b));
13         }
14         // 关闭资源
15         fis.close();
16     }
17  }

    结果如下:

  错误数据 ed ,是由于后一次读取时,只读取一个字节 e ,数组中,上次读取的数据没有被完全替换,所以要通过 len ,获取有效的字节长度,代码使用演示:

 1 public class FISRead {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException{
 3             // 使用文件名称创建流对象.
 4             FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为 abcde
 5             // 定义变量,作为有效个数
 6             int len ;
 7             // 定义字节数组,作为装字节数据的容器
 8            byte[] b = new byte[2];
 9             // 循环读取
10      while (( len= fis.read(b))!=-1) {
11             // 每次读取后,把数组的有效字节部分,变成字符串打印
12             System.out.println(new String(b,0,len));//  len 每次读取的有效字节个数 
13        }
14             // 关闭资源 
15            fis.close();
16     }
17  }

小贴士:
使用数组读取,每次可读取多个字节,减少了系统间的IO操作次数,从而提高了读写的效率,开发中建议优先使用数组读取。

  1.3 字节流:图片复制

复制图片原理图解:

 

代码如下:

 1 public class Copy {
 2  public static void main(String[] args) throws IOException {
 3        // 1.创建流对象
 4        // 1.1 指定数据源
 5        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\test.jpg");
 6        // 1.2 指定目的地
 7        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");
 8  
 9        // 2.读写数据
10        // 2.1 定义数组 
11        byte[] b = new byte[1024]; 
12        // 2.2 定义长度 
13        int len;
14        // 2.3 循环读取 
15        while ((len = fis.read(b))!=-1) {
16             // 2.4 写出数据
17             fos.write(b, 0 , len);
18         }
19  
20         // 3.关闭资源
21         fos.close();
22         fis.close();
23     }
24  }

小贴士:
流的关闭原则:先开后关,后开先关。

 2.字符流

  当使用字节流读取文本文件时,可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时,可能不会显示完整的字符,那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供一些字符流类,以字符为单位读写数据,专门用于处理文本文件。

 2.1 字符输入流【Reader】

  java.io.Reader 抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类,可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。

  • public void close() :关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。 
  • public int read() : 从输入流读取一个字符。 
  • public int read(char[] cbuf) : 从输入流中读取一些字符,并将它们存储到字符数组 cbuf中 。

 2.2 FileReader

  java.io.FileReader 类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

小贴士:
1. 字符编码:字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。idea中为默认为UTF-8

2. 字节缓冲区:一个字节数组,用来临时存储字节数据。

  构造方法

  • FileReader(File file) : 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的File对象。
  • FileReader(String fileName) : 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的文件的名称。

  当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。

  构造举例,代码如下:

1 public class FileReaderConstructor throws IOException{
2     public static void main(String[] args) {
3         // 使用File对象创建流对象
4         File file = new File("a.txt");
5         FileReader fr = new FileReader(file);
6         // 使用文件名称创建流对象 
7        FileReader fr = new FileReader("b.txt");
8     }
9  }

 读取字符数据

  读取字符: read 方法,每次可以读取一个字符的数据,转化为int类型,读取到文件末尾时,返回 -1 ,循环读取,代码使用演示:

 1 public class FRRead {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException {
 3         // 使用文件名称创建流对象
 4         FileReader fr = new FileReader("read.txt");
 5         // 定义变量,保存数据
 6         int b ;
 7         // 循环读取
 8         while ((b = fr.read())!=-1) {
 9             System.out.println((char)b);
10         }
11       // 关闭资源
12         fr.close();
13     }
14 }

  结果:

小贴士:每次读取了一个字符,会自动转化为int类型。

 2.使用字符数组读取read(char[] cbuf),每次读取b的长度个字符到数组中,返回读取到的有效字符个数,读取到末尾时,返回-1 ,代码使用演示:

 1 public class FRRead {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException {
 3           // 使用文件名称创建流对象
 4            FileReader fr = new FileReader("read.txt");
 5           // 定义变量,保存有效字符个数
 6         int len ;
 7         // 定义字符数组,作为装字符数据的容器
 8          char[] cbuf = new char[3];
 9         // 循环读取
10         while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
11             System.out.println(new String(cbuf));
12         }
13     // 关闭资源
14         fr.close();
15     }
16 }

  结果如下:

 获取有效的字符改进,代码使用演示:

 1 public class FISRead {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException {
 3           // 使用文件名称创建流对象
 4            FileReader fr = new FileReader("read.txt");
 5           // 定义变量,保存有效字符个数
 6         int len ;
 7         // 定义字符数组,作为装字符数据的容器
 8         char[] cbuf = new char[2];
 9         // 循环读取
10         while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
11             System.out.println(new String(cbuf,0,len));
12         }
13         // 关闭资源
14         fr.close();
15     }
16 }

  结果:

 2.3 字符输出流【Writer】

 java.io.Writer抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类,将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

  • public abstract void close() :关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。

  • public abstract void flush() :刷新此输出流并强制写出任何缓冲的输出字符。

  • public void write(int c) :写出一个字符。

  • public void write(char[] cbuf):从指定的字符数组中写出字符到此输出流。

  • public abstract void write(char[] b, int off, int len) :从指定的字符数组写出从偏移量 off开始, len长度的字符,输出到此输出流。

  • public void write(String str) :写出一个字符串。

  2.4 FileWriter

  java.io.FileWriter类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

  构造方法

  • FileWriter(File file): 创建一个新的 FileWriter,给定要写出的File对象。

  • FileWriter(String fileName): 创建一个新的 FileWriter,给定要写出的文件的名称。

  当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径,类似于FileOutputStream。

  代码如下:

 1 public class FileWriterConstructor {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException {
 3             // 使用File对象创建流对象
 4         File file = new File("a.txt");
 5         FileWriter fw = new FileWriter(file);
 6       
 7         // 使用文件名称创建流对象
 8         FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
 9     }
10 }

  基本写出数据

  写出字符write(int b) 方法,每次可以写出一个字符数据,代码使用演示:

  代码如下:

 1 public class FWWrite {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException {
 3         // 使用文件名称创建流对象
 4         FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
 5           // 写出数据
 6           fw.write(97); // 写出第1个字符
 7           fw.write('b'); // 写出第2个字符
 8           fw.write('C'); // 写出第3个字符
 9           fw.write(30000); // 写出第4个字符,中文编码表中30000对应一个汉字。
10       
11           /*
12         【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。
13            如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。
14         */
15         // fw.close();
16     }
17 }

  结果:

小贴士:

1. 未调用close方法,数据只是保存到了缓冲区,并未写出到文件中。

  关闭和刷新

  因为内置缓冲区的原因,如果不关闭输出流,无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象,是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据,又想继续使用流,就需要flush 方法了。

  • flush :刷新缓冲区,流对象可以继续使用。

  • close :关闭流,释放系统资源。关闭前会刷新缓冲区。

  代码使用演示:

 1 public class FWWrite {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException {
 3         // 使用文件名称创建流对象
 4         FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
 5         // 写出数据,通过flush
 6         fw.write('刷'); // 写出第1个字符
 7         fw.flush();
 8         fw.write('新'); // 继续写出第2个字符,写出成功
 9         fw.flush();
10       
11           // 写出数据,通过close
12         fw.write('关'); // 写出第1个字符
13         fw.close();
14         fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
15         fw.close();
16     }
17 }

 小贴士:

  即便是flush方法写出了数据,操作的最后还是要调用close方法,释放系统资源。

 写出其他数据

  写出字符数组write(char[] cbuf)write(char[] cbuf, int off, int len) ,每次可以写出字符数组中的数据,用法类似FileOutputStream,代码使用演示:

 1 public class FWWrite {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException {
 3         // 使用文件名称创建流对象
 4         FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
 5           // 字符串转换为字节数组
 6           char[] chars = "普天之下莫非王土".toCharArray();
 7       
 8           // 写出字符数组
 9           fw.write(chars); // 普天之下莫非王土
10         
11         // 写出从索引2开始,2个字符。索引2是'之',两个字符,也就是'之下'。
12         fw.write(b,2,2); // 之下
13       
14           // 关闭资源
15         fos.close();
16     }
17 }

   写出字符串write(String str)write(String str, int off, int len) ,每次可以写出字符串中的数据,更为方便,代码使用演示:

 1 public class FWWrite {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException {
 3         // 使用文件名称创建流对象
 4         FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
 5           // 字符串
 6           String msg = "普天之下莫非王土";
 7       
 8           // 写出字符数组
 9           fw.write(msg); //普天之下莫非王土
10       
11         // 写出从索引2开始,2个字符。索引2是'之',两个字符,也就是'之下'。
12         fw.write(msg,2,2);    //之下
13           
14         // 关闭资源
15         fos.close();
16     }
17 }

  续写和换行:操作类似于FileOutputStream。

 1 public class FWWrite {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException {
 3         // 使用文件名称创建流对象,可以续写数据
 4         FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt",true);     
 5           // 写出字符串
 6         fw.write("普天");
 7           // 写出换行
 8           fw.write("rn");
 9           // 写出字符串
10           fw.write("之下");
11           // 关闭资源
12         fw.close();
13     }
14 }

  结果:

小贴士:

  字符流,只能操作文本文件,不能操作图片,视频等非文本文件。

  当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流

3.IO异常处理

 3.1 JK7前的处理

  JDK7前处理

  之前的示范代码,我们一直把异常抛出,而实际开发中并不能这样处理,建议使用try...catch...finally 代码块,处理异常部分。

  代码使用演示:

 1 public class HandleException1 {
 2     public static void main(String[] args) {
 3           // 声明变量
 4         FileWriter fw = null;
 5         try {
 6             //创建流对象
 7             fw = new FileWriter("fw.txt");
 8             // 写出数据
 9             fw.write("普天之下莫非王土"); //普天之下莫非王土
10         } catch (IOException e) {
11             e.printStackTrace();
12         } finally {
13             try {
14                 if (fw != null) {
15                     fw.close();
16                 }
17             } catch (IOException e) {
18                 e.printStackTrace();
19             }
20         }
21     }
22 }

 JDK7的处理

  还可以使用JDK7优化后的try-with-resource 语句,该语句确保了每个资源在语句结束时关闭。所谓的资源(resource)是指在程序完成后,必须关闭的对象。

  格式:

     

1 try (创建流对象语句,如果多个,使用';'隔开) {
2     // 读写数据
3 } catch (IOException e) {
4     e.printStackTrace();
5 }

   代码使用演示:

 1 public class HandleException2 {
 2     public static void main(String[] args) {
 3           // 创建流对象
 4         try ( FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); ) {
 5             // 写出数据
 6             fw.write("普天之下莫非王土"); //普天之下莫非王土
 7         } catch (IOException e) {
 8             e.printStackTrace();
 9         }
10     }
11 }

4.缓冲流

 4.1概述

缓冲流,也叫高效流,是对4个基本的FileXxx 流的增强,所以也是4个流,按照数据类型分类:

    • 字节缓冲流BufferedInputStreamBufferedOutputStream

    • 字符缓冲流BufferedReaderBufferedWriter

缓冲流的基本原理,是在创建流对象时,会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组,通过缓冲区读写,减少系统IO次数,从而提高读写的效率。

 4.2 字节缓冲流

  构造方法

  • public BufferedInputStream(InputStream in) :创建一个 新的缓冲输入流。

  • public BufferedOutputStream(OutputStream out): 创建一个新的缓冲输出流。

  构造举例,代码如下:

1 // 创建字节缓冲输入流
2 BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));
3 // 创建字节缓冲输出流
4 BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));

  效率测试

  查询API,缓冲流读写方法与基本的流是一致的,我们通过复制大文件(375MB),测试它的效率。

  1.基本流,代码如下:

 1 public class BufferedDemo {
 2     public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
 3         // 记录开始时间
 4           long start = System.currentTimeMillis();
 5         // 创建流对象
 6         try (
 7             FileInputStream fis = new FileInputStream("jdk8.exe");
 8             FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe")
 9         ){
10             // 读写数据
11             int b;
12             while ((b = fis.read()) != -1) {
13                 fos.write(b);
14             }
15         } catch (IOException e) {
16             e.printStackTrace();
17         }
18         // 记录结束时间
19         long end = System.currentTimeMillis();
20         System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
21     }
22 }
23 
24 十几分钟过去了...

   2.缓冲流,代码如下:

 1 public class BufferedDemo {
 2     public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
 3         // 记录开始时间
 4           long start = System.currentTimeMillis();

                        
  • 发表于 2019-03-23 11:00
  • 阅读 ( 5782 )
  • 分类:网络文章

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