Java中的IO流及其API的使用

青旅半醒 2023-10-12 23:09 77阅读 0赞

## 前言 ##

此篇文章属于Java语言必学基础内容

## 文章目录 ##

**目录**

一、什么是JavaIO流？

二、JavaIO流的种类

1、根据数据流向分类:

2、按照数据类型来分

3、按照IO流应用场景:

三、字节输入输出流案例

1、FileOutputStream类中的write方法

1.1、如何写入一个字符串并追加？

2.FileInputStream及其API

2.1、FileInputStream类

2.2 read方法循环读取：

2.3 通过字节流来复制图片：

四、字节缓冲流：

五、字符流

六、总结

--------------------

##  ##

`提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考`

## 一、什么是JavaIO流？ ##

> Java IO流是指在Java程序中操作输入和输出的机制。它是一种基于流的输入/输出模型，将数据视为一系列按顺序排列的字节，从一个流中读取，在一个流中写入。Java提供了多种类型的流，包括字节流和字符流，以适应不同的数据类型和输入/输出方式。它在Java的文件读写、网络传输、数据处理等方面都有广泛应用。

## 二、JavaIO流的种类 ##

### 1、根据数据流向分类: ###

1.1 输入流：读数据，将硬盘中的数据读取到内存中

1.2 输出流：写数据，将程序中的数据写入到硬盘中

### 2、按照数据类型来分 ###

2.1 字节流：字节输入流/字节输出流

2.2 字符流：字符输入流/字符输出流

### 3、按照IO流应用场景: ###

3.1 纯文本文件，优先使用字符流  
3.2 图片、视频、音频等二进制文件，优先使用字节流

3.3 不确定文件类型，优先使用字节流，字节流是万能的流

## 三、字节输入输出流案例 ##

### 1、FileOutputStream类中的write方法 ###

拥有四个重载函数

void write(int, boolean)

void write(int)  
void write(byte\[\])  
void write(byte\[\], int, int)  
该方法为重新写入，传入的int值会自动转换为ASCII码对应的字符，第一个函数不可调用，为private权限

第三个方法就是写入一串字符，第四个方法为 写入字符数组byte的第一个int为偏移量(即为从第几个字符开始写起)，第二个int为写入长度。

创建demo1测试：

public class demo1 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("D:\\sjava\\demo1.txt");
            byte[] b = new byte[]{'a','b','c','d','e'};
            fileOutputStream.write(b);
            fileOutputStream.close();
        }
    }

**注意：FileOutputStream继承自OutputStream类，OutputStream为一个抽象类，我们在这里new出FileOutputStream实现类，在传入构造函数的参数时，如果没有该文件，会先调用系统创建文件功能创建出该文件，然后再new出对象，再让该对象指向该文件**

程序运行结果：

![f8d2e60153dd4974a29199e5e2ab485d.png][]

可以写入\\n为换行

#### 1.1、如何写入一个字符串并追加？ ####

写入字符串：通过调用String的getByte()方法传入上面参数为byte\[\]的方法即可实现。

追加：在new出FileOutputStream对象时，在后面填入true

>     FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("demo1.txt",true);

注意：在写完数据后，可使用close()方法来关闭该流，若在程序运行中出现了异常可使用finally关键字来最终释放该流：

public class demo1 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            FileOutputStream fileOutputStream = null;
            try {
                fileOutputStream = new FileOutputStream("demo1.txt",true);
                byte[] b = new byte[]{'a','b','c','d'};
                fileOutputStream.write(b);
                int j = 1/0;
            } catch (FileNotFoundException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }finally {
                fileOutputStream.close();
                System.out.println("关闭流成功！！！");
            }
        }
    }

程序运行结果：

![a749a4351e8e476ea627ee4350131c01.png][]

### 2.FileInputStream及其API ###

#### 2.1、FileInputStream类 ####

继承自InputStream

构造函数：

> FileInputStream(String name)：通过文件名创建输入流。
> 
> FileInputStream(File file)：通过文件对象创建输入流。

常用方法：

> int read()：读取一个字节的数据。返回值为-1时，文件读取完毕
> 
> int read(byte\[\] b)：从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储到缓冲区数组b中。
> 
> int read(byte\[\] b, int off, int len)：从输入流中读取最多len个字节的数据到缓冲区数组b中，并从offset位置开始存储数据。
> 
> void close()：关闭输入流。

常用属性：

> FileDescriptor fd：文件描述符。
> 
> FileChannel getChannel()：返回与此文件输入流相关联的唯一 FileChannel 对象。

测试：已知在demo1.txt文件中存入了一个字符a

FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("demo1.txt");
    int read = fileInputStream.read();
    System.out.println((char)read);

程序运行结果：

![8b32cb55672542baab3da9f7f0fe5365.png][]

它的重载函数使用方式跟它差不多

#### 2.2 read方法循环读取： ####

FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("demo1.txt");
            int read;
            while ((read = fileInputStream.read())!=-1){
                System.out.println((char)read);
            }
            fileInputStream.close();

程序运行结果：

![b6a92c757c314660a341c2f91004e2d5.png][]

可以看到，正确读取到文件中的内容。

也可以使用read的重载函数read(byte\[\])来将读取结果直接存到byte数组中：

public class demo2 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("demo1.txt");
            byte[] b = new byte[20];
            fileInputStream.read(b);
            for (byte b1: b) {
                System.out.print((char)b1+" ");
            }
            fileInputStream.close();
        }
    }

运行结果：

![dd33a010a93d4cbeafeab48266924644.png][]

该重载函数就是说在调用read方法读文件时，可以将读到的内容存到参数byte数组中。

#### 2.3 通过字节流来复制图片： ####

前面提到，字节流基本上时万能的读取读入方法，下面我们就来通过字节流来复制图片到另一个目录。

将当前目录的1.jpg复制到D:\\\\sjava目录下为copy.jpg:

public class demo2 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("1.jpg");
            int len;
            byte[] b = new byte[1024];
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("D:\\sjava\\copy.jpg");
            while((len=fileInputStream.read(b))!=-1){
                fileOutputStream.write(b,0,len);
            }
            fileInputStream.close();
            fileOutputStream.close();
        }
    }

运行结果：

![017e57eb22a54094b871f093795d7bf9.png][]

## 四、字节缓冲流： ##

![384434d116b742c6b5078ee0713d6da6.png][]

对传统字节输入输出流做了封装。

通过该流来复制140M视频和传统字节流比较时间对比：

public class demo2 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            long l = System.currentTimeMillis();
            a1();
            long l1 = System.currentTimeMillis();
            System.out.println(l1-l+"毫秒");
        }
    
        public static void a1() throws IOException {
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("1.wmv");
            int len;
            byte[] b = new byte[1024];
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("D:\\sjava\\copy.wmv");
            while((len=fileInputStream.read(b))!=-1){
                fileOutputStream.write(b,0,len);
            }
            fileInputStream.close();
            fileOutputStream.close();
        }
        public static void a2() throws IOException {
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("1.wmv");
            BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream);
            int len;
            byte[] b = new byte[1024];
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("D:\\sjava\\copy.wmv");
            BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);
            while((len=bufferedInputStream.read(b))!=-1){
                bufferedOutputStream.write(b,0,len);
            }
            bufferedOutputStream.close();
            fileOutputStream.close();
            bufferedInputStream.close();
            fileInputStream.close();
        }
    }

分别调用a1()a2()方法和获取系统时间戳方法来比较

传统字节流方法时间大概是1079毫秒

字节缓冲流时间大概是265毫秒，可见提升还是很大的。推荐使用字节缓冲流。

Java中，按照编码的不同，汉字占用字节也不同：

> GBK编码----2个字节
> 
> UTF-8编码-----3个字节

## 五、字符流 ##

> 字符流是指一连串的字符组成的流，包含输入流和输出流两种类型。输入流是指从外部读入字符数据到程序中，输出流是指将程序中的字符数据输出到外部。在Java中，字符流主要是通过Reader和Writer这两个类实现的。其中，Reader类是用于读取字符流的抽象类，而它的子类有FileReader、BufferedReader等；而Writer类是用于写字符流的抽象类，它的子类有FileWriter、BufferedWriter等。使用字符流相对于字节流的优点是可以自动进行字符编码和解码，因此处理文本文件时更为方便。

字符流包含的类跟字节流的类及API使用方法基本一样。

## 六、总结 ##

IO流是Java中提供的处理输入输出数据的机制，它是以流的方式来处理数据。其中，输入流是从外部读取数据到程序中，输出流是将程序中的数据写入到外部。IO流按照方向分为输入流和输出流；按照操作数据的类型又分为字节流和字符流。字节流处理的数据单元为字节，适用于处理二进制文件和图片等数据；而字符流处理的数据单元为字符，适用于处理文本文件等数据。

Java中常见的IO流类有InputStream、OutputStream、Reader、Writer等。其中，InputStream和Reader是用来读取数据的，而OutputStream和Writer则是用来输出数据的。Java中还提供了缓冲流、转换流、对象流等高级IO流，可以提高IO流的效率和功能。

使用IO流的步骤一般为：创建输入流或输出流对象、读取或写入数据、关闭IO流。

总之，IO流在Java中的应用非常广泛，是Java中不可或缺的重要部分。

如果对于File类不太熟悉，我其它文章有记录到，感兴趣的小伙伴可以去浏览 ----->[JavaSe基础File类相关知识\_Jay/.的博客-CSDN博客][JavaSe_File_Jay_._-CSDN]

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