Java 基础（四）| IO 流之使用文件流的正确姿势

怼烎@ 2023-06-30 10:48 42阅读 0赞

为跳槽面试做准备，今天开始进入 Java 基础的复习。希望基础不好的同学看完这篇文章，能掌握泛型，而基础好的同学权当复习，希望看完这篇文章能够起一点你的青涩记忆。

## 一、什么是 IO 流？ ##

想象一个场景：我们在电脑上编辑文件，可以保存到硬盘上，也可以拷贝到 U 盘中。那这个看似简单的过程，背后其实是数据的传输。

数据的传输，也就是数据的流动。既然是流动也就会有方向，有入方向和出方向。举个上传文件的栗子，现在有三个对象，文件、应用程序、上传的目标地址（服务器）。简化的上传文件有两步：

*  应用程序读文件（此为入方向，文件读入到应用程序）
 *  应用程序写文件（此为出方向，读完之后写到目标地址）

**注意这个入和出是相对的，它相对于应用程序而言。如果相对于服务器而言，这个上传文件操作就是入方向，从应用程序读入**。Java中I/O操作主要是指使用`java.io`包下的内容，进行输入、输出操作。**输入**也叫做**读取**数据，**输出**也叫做作**写出**数据。

## 二、IO 流的分类 ##

我不认同网络上很多 IO 流的图，他们只是简单的把 io 流分成字节流和字符流。这样的分类也不是说不好，只是太臃肿、难记。

先上一张我自己总结的 IO 留的思维导图，我先把它分成了**节点流**和**处理流**，**节点流是直接接触数据源的，而处理流是出于各种目的在节点流的基础上再套一层的 IO 流**。再按照**操作类型**，分成 8 个小类，然后才是**字节、字符**分类，最后才是**输入、输出**的分类。具体可以看以下思维导图(可能不清晰，有需要的在后台回复**IO流**获取原思维导图)

根据数据的流向分为：**输入流**和**输出流**。

*  **输入流** ：把数据从`其他设备`上读取到`内存`中的流。
 *  **输出流** ：把数据从`内存` 中写出到`其他设备`上的流。

根据数据的类型分为：**字节流**和**字符流**。

*  **字节流** ：以字节为单位，读写数据的流。
 *  **字符流** ：以字符为单位，读写数据的流。

![Java IO 流][Java IO]

IO 流要说明白需要好几篇才行，今天我们先复习文件流。

### 2.1 一切皆字节 ###

所有的文件（包括图片、音乐、视频），都是字节。所以字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时时，无论使用什么样的流对象，底层传输的始终为二进制数据。

### 2.2 什么叫文件流？ ###

文件流也就是直接操作文件的流，文件流又分为字节流 （`FileInputStream` 和 `FileOutputStream`）和字符流（`FileReader` 和 `FileWriter`）。其中**字节流可用于操作一切文件，而字符流只能用于操作文本文件。**

## 三、使用文件字节流 ##

![字节输出流][format_png]

![字节输入流][format_png 1]

### 3.1 FileOutputStream ###

`java.io.FileOutputStream`类继承于 `OutputStream` 是文件输出流，用于将数据写出到文件。

构造方法：可用文件路径构造，也可创建 File 对象之后构造。

**写出数据示例：**

/** * Project Name:review_java * Package Name:com.nasus.io.filestream * Date:2020/1/5 19:24 * * @author <a href="turodog@foxmail.com">chenzy</a> */
 public class FOSWriterStream { 
 
 public static void main(String[] args) throws IOException { 
 // 使用文件名称创建流对象，构造函数中的 true 表示在原有数据末尾追加续写
 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt", true);
 
 // 1、逐个字节写出
 fos.write(97); // 97 的 ascll 码是 a
 fos.write(98); // 98 的 ascll 码是 b
 fos.write(99); // 99 的 ascll 码是 c
 
 // 2、写出一个换行, 换行符号转成数组写出
 fos.write("\r\n".getBytes());
 
 // 字符串转换为字节数组
 byte[] b = "一个优秀的废人".getBytes();
 // 3、写出字节数组数据
 fos.write(b);
 
 // 4、写出指定长度字节数组数据（不可超过 b 的长度，否则数组越界）
 fos.write(b, 0, b.length);
 
 // 关闭资源
 fos.close();
 }
 
 }

### 3.2 FileInputStream ###

`java.io.FileInputStream`类继承于 `InputStream` 是文件输入流，用于将数据从文件读出。

构造方法：可用文件路径构造，也可创建 File 对象之后构造。

**读取数据示例：**

/** * Project Name:review_java * Package Name:com.nasus.io.filestream * Date:2020/1/5 19:31 * * @author <a href="turodog@foxmail.com">chenzy</a> */
 public class FISReadStream { 
 
 public static void main(String[] args) throws IOException { 
 // 1、逐个读取字节
 int b;
 FileInputStream fis1 = new FileInputStream("fis.txt");
 // 循环读取
 while ((b = fis1.read())!=-1) { 
 System.out.println((char)b);
 }
 // 关闭资源
 fis1.close();
 
 System.out.println("----华丽丽的分割线----");
 
 // 2、定义字节数组读取
 int length;
 FileInputStream fis2 = new FileInputStream("fis.txt");
 // 定义字节数组，作为装字节数据的容器
 byte[] bytes = new byte[1024];
 // 循环读取
 while ((length = fis2.read(bytes))!=-1) { 
 // 每次读取后,把数组变成字符串打印
 System.out.println(new String(bytes, 0, length));
 }
 // 关闭资源
 fis2.close();
 }
 
 }

**复制文件示例：**

/** * Project Name:review_java * Package Name:com.nasus.io.filestream * Date:2020/1/5 19:43 * * @author <a href="turodog@foxmail.com">chenzy</a> */
 public class FileCopyStream { 
 
 public static void main(String[] args) throws IOException { 
 
 // 指定数据源
 FileInputStream fis = new FileInputStream("Java IO 流.png");
 // 指定目的地
 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("流.png");
 
 // 定义数组
 byte[] b = new byte[1024];
 // 定义长度
 int len;
 // 循环读取
 while ((len = fis.read(b))!=-1) { 
 // 写出数据
 fos.write(b, 0 , len);
 }
 
 // 关闭资源，后开先关，后开先关
 fos.close();
 fis.close();
 }
 
 }

### 3.3 为什么字节流处理中文字符时会出现乱码？ ###

首先明确一点：**一个英文字母占一个字节，一个汉字占两个字节**，所以当字节流读取字符流就会出现乱码或者显示不全。所以用字节流操作含有中文字符的文件时，要转换成字符流并指定编码格式才能防止乱码。（**这点，后面转换流会复习到**）

## 四、使用文件字符流 ##

> 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。

![字符输入流][format_png 2]

![字符输出流，写文件][format_png 3]

### 4.1 FileReader ###

`java.io.FileReader`类继承于 Reader 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。

构造方法：可用文件路径构造，也可创建 File 对象之后构造。

*  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
 *  字节缓冲区：一个字节数组，用来临时存储字节数据。

PS：有时候出现乱码，多考虑下是不是编码的原因：字节与字符的规则对不上。

**读取数据示例：**

/** * Project Name:review_java * Package Name:com.nasus.io.filereadwrite * Date:2020/1/5 20:19 * * @author <a href="turodog@foxmail.com">chenzy</a> */
 public class FileRead { 
 
 public static void main(String[] args) throws IOException { 
 
 // 1、逐个字符读取
 int b = 0;
 FileReader fileReader1 = new FileReader("read.txt");
 // 循环读取
 while ((b = fileReader1.read())!=-1) { 
 // 自动提升类型提升为 int 类型，所以用 char 强转
 System.out.println((char)b);
 }
 // 关闭流
 fileReader1.close();
 
 System.out.println("----华丽丽的分割线----");
 
 // 2、利用字符数组，每次读取两个字符
 int length = 0;
 FileReader fileReader2 = new FileReader("read.txt");
 char[] charArray = new char[2];
 // 读取数据
 while ((length = fileReader2.read(charArray)) != -1) { 
 System.out.println(new String(charArray, 0, length));
 }
 // 关闭流
 fileReader2.close();
 }
 
 }

### 4.2 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：可用文件路径构造，也可创建 File 对象之后构造。

**写出数据示例：**

public static void main(String[] args) throws IOException { 
            // 使用文件名称创建流对象，true 表示在原有数据末尾追加续写
            FileWriter fileWriter = new FileWriter("fw.txt", true);
    
            // 1、逐个写出字符
            fileWriter.write(97);
            fileWriter.write('C');
            fileWriter.write('Z');
            fileWriter.write('Y');
            // 中文编码表中30000对应一个汉字。
            fileWriter.write(30000);
    
    
            // 2、写出字符串
            fileWriter.write("是一个");
    
            // 3、写出 Windows 换行
            fileWriter.write("\r\n");
    
            // 4、写出字符串数组
            // 字符串转换为字节数组
            char[] chars = "优秀的废人".toCharArray();
            fileWriter.write(chars, 0, chars.length);
    
            // 关闭资源，close方法调用之前，数据只是保存到了缓冲区，并未写出到文件中。
            fileWriter.close();
        }

**刷新与关闭：**

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`:先刷新缓冲区，然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。

/** * Project Name:review_java * Package Name:com.nasus.io.filereadwrite * Date:2020/1/5 22:25 * * @author <a href="turodog@foxmail.com">chenzy</a> */
 public class FileFlushClose { 
 
 public static void main(String[] args) throws IOException { 
 // 使用文件名称创建流对象
 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
 // 1、通过 flush 写出数据
 // 写出第 1 个字符
 fw.write('刷');
 fw.flush();
 
 // 继续写出第 2 个字符，写出成功
 fw.write('新');
 fw.flush();
 
 // 2、通过 close 写出数据，流关闭后不可用
 // 写出第 1 个字符
 fw.write('关');
 fw.close();
 
 // 继续写出第 2 个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
 fw.write('闭');
 fw.close();
 }
 }

## 五、源码地址 ##

*  github 源码地址：[https://github.com/turoDog/review\_java][https_github.com_turoDog_review_java]

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[https_github.com_turoDog_review_java]: https://github.com/turoDog/review_java
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