?前言

在上一篇的文章獲取不錯的瀏覽量后，繼續(xù)加更的念頭一直徘徊在心中，本來是想花段時間深入學習tomcat的，可是tomcat的源碼中就有至關(guān)重要的NIO,于是得先整一下NIO,但是NIO的基礎(chǔ)是BIO，于是這篇文章就先寫IO流吧。

學習NIO(非阻塞IO),千萬不能被IO阻塞住哇!

IO流在java中其實是很重要的一塊知識點，難度還好，但是容易被忽視，因為工作中真正寫IO的代碼少之又少。

IO的難點在于

IO流api很多，各種基礎(chǔ)的流，包裝的流嵌套使用很難記憶

基本每個方法都要拋出非運行時異常

導致很多開發(fā)學過io流一段時間后，寫不出一段正確的io流代碼。

本文將從理論+代碼的方式由淺入深的帶大家學習IO流，通過圖解的方式來記憶常用的IO流。

文末有IO總結(jié)的思維導圖，很多博文采用的都是上來一張圖，我覺得對于閱讀者來說很容易陷進去，所以建議理清各個流后再去看思維導圖。

File

在正式的介紹IO流之前，我覺得應(yīng)該介紹一下File類，該類主要是對文件和目錄的抽象表示，因為學習io流第一反應(yīng)就是文件，該類提供了對文件的創(chuàng)建、刪除、查找等操作。主要有以下特點

java的世界萬物皆對象，文件和目錄就可抽象為File對象

對于File而言，封裝的并不是真正的文件，封裝的僅僅是一個路徑名，磁盤文件本身可以存在，也可以不存在

文件的內(nèi)容不能用File讀取，而是通過流來讀取，File對象可以作為流的來源地和目的地

File類的常用構(gòu)造方法

構(gòu)造方法方法說明

File(String pathname)	將路徑字符串抽象為File實例，路徑字符串可以是相對路徑，也可以為絕對路徑
File(String parent, String child)	從父路徑名和子路徑名來構(gòu)建File實例
File(File parent, String child)	根據(jù)父File實例和子路徑名來構(gòu)建File實例

如下示例，表示這幾種文件和目錄的代碼

//?pathname
File?liuBei?=?new?File("D:/三國/劉備.jpg");
//?String?parent,?String?child
File?guanYu?=?new?File("D:/三國",?"關(guān)羽.jpg");
//?目錄
File?sanGuo?=?new?File("D:/三國");
//?File?parent,?String?child
File?zhangFei?=?new?File(sanGuo,?"張飛.txt");
//?可以聲明不存在的文件
File?zhuGeLiang?=?new?File(sanGuo,?"諸葛亮.txt");

絕對路徑和相對路徑

絕對路徑：從盤符開始的路徑，表示一個完整的路徑。(經(jīng)常使用) 相對路徑：相對于當前項目目錄的路徑

File?f?=?new?File("D:/bbb.java");
//?D:\bbb.java
System.out.println(f.getAbsolutePath());
File?f2?=?new?File("bbb.java");
//?F:\code\ad\bbb.java
System.out.println(f2.getAbsolutePath());

路徑分隔符和換行符

路徑分隔符

windows的路徑分隔符：?\

linux的路徑分隔符：?/

java有常量separator表示路徑分隔符

public?static?final?String?separator?=?""?+?separatorChar;

換行符

windows的換行符：?\r\n

linux的換行符 ?\n

File的常用方法

創(chuàng)建、刪除

方法名方法說明

boolean createNewFile() throws IOException	當該名稱的文件不存在時，創(chuàng)建一個由該抽象路徑名的空文件并返回true，當文件存在時，返回false
boolean mkdir()	創(chuàng)建由此抽象路徑名命名的目錄
boolean mkdirs()	創(chuàng)建由此抽象路徑名命名的目錄，包括任何必需但不存在的父目錄。級聯(lián)創(chuàng)建目錄
boolean delete()	刪除由此抽象路徑名表示的文件或目錄

上述方法比較簡單，其中需要注意的是

• 創(chuàng)建多級目錄時，mkdir創(chuàng)建失敗，返回false，mkdirs創(chuàng)建成功，返回true(推薦使用mkdirs)
• 刪除目錄時，目錄內(nèi)不為空時，刪除失敗，返回false， 即只能刪除文件或者空目錄

File?shuiHu?=?new?File("D:/四大名著/水滸傳");
//?返回false?創(chuàng)建失敗
boolean?mkdir?=?shuiHu.mkdir();
//?返回true?創(chuàng)建失敗
boolean?mkdirs?=?shuiHu.mkdirs();

File?four?=?new?File("D:/四大名著");
//?返回false?刪除目錄時必須目錄為空才能刪除成功
boolean?delete?=?four.delete();

File?shuiHu?=?new?File("D:/四大名著/水滸傳");
//?true?正確刪除了水滸傳目錄
boolean?delete1?=?shuiHu.delete();

File?liuBei?=?new?File("D:/三國/劉備.jpg");
//?返回true?正確刪除了劉備.jpg文件
boolean?delete2?=?liuBei.delete();

文件檢測

方法名方法說明

boolean isDirectory()	判斷是否是目錄
boolean isFile()	判斷是否是文件
boolean exists()	判斷文件或目錄是否存在
boolean canWrite()	文件是否可寫
boolean canRead()	文件是否可讀
boolean canExecute()	文件是否可執(zhí)行
long lastModified()	返回文件的上次修改時間

注意的是

• 文件或目錄不存在時， isDirectory() 或 isFile() ?返回false
• 可讀、可寫、可執(zhí)行是對操作系統(tǒng)給文件賦予的權(quán)限

File?xiYou?=?new?File("D:/西游記");
//?文件或目錄不存在時?返回false
System.out.println(xiYou.isDirectory());

文件獲取

方法名方法說明

String getAbsolutePath()	返回File對象的絕對路徑字符串
String getPath()	將此抽象路徑名轉(zhuǎn)換為路徑名字符串
String getName()	返回文件或目錄的名稱
long length()	返回由此File表示的文件的字節(jié)數(shù)
String[] list()	返回目錄中的文件和目錄的名稱字符串數(shù)組
File[] listFiles()	返回目錄中的文件和目錄的File對象數(shù)組

注意

• length() 返回的是文件的字節(jié)數(shù)，目錄的 長度是0
• getPath()在用絕對路徑表示的文件時相同，用相對路徑表示的文件時不同
• listFiles和list方法的調(diào)用，必須是實際存在的目錄，否則返回null
• listFiles和list 可以傳入FilenameFilter的實現(xiàn)類，用于按照文件名稱過濾文件

File?shuiHu?=?new?File("D:/水滸傳");
//?0
System.out.println(shuiHu.length());
File?liuBei?=?new?File("D:/三國/劉備.jpg");
//?24591
System.out.println(liuBei.length());

File?f?=?new?File("D:/bbb.java");
?//?D:\bbb.java
System.out.println(f.getPath());

File?f2?=?new?File("bbb.java");
//?bbb.java
System.out.println(f2.getPath());

File?sanGuo2?=?new?File("D:/三國2");
//?該目錄不存在，返回null
String[]?list?=?sanGuo2.list();

過濾文件的接口

@FunctionalInterface
public?interface?FilenameFilter?{
???//?參數(shù)為目錄和指定過濾名稱
????boolean?accept(File?dir,?String?name);
}

擴展(由讀者自己實現(xiàn))

讀取目錄下所有的文件以及目錄，包括子目錄下所有的文件及目錄

IO流

上一章節(jié)學習了使用File類創(chuàng)建、查找、刪除文件，但是無法讀取、傳輸文件中的內(nèi)容。

IO流主要是讀取、傳輸、寫入數(shù)據(jù)內(nèi)容的。

I: input，O:output

這里的主體說的都是程序(即內(nèi)存)，從外部設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)到程序中 即為輸入流，從程序中寫出到外部程序中即為輸出流

IO的分類

• 本地IO和網(wǎng)絡(luò)IO

  本地IO主要是操作本地文件，例如在windows上復制粘貼操作文件，都可以使用java的io來操作

  網(wǎng)絡(luò)IO主要是通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，或者通過網(wǎng)絡(luò)上傳、下載文件，我們每天上網(wǎng)無時無刻不在體驗著IO的傳輸

• 按流向分，輸入流和輸出流

• 按數(shù)據(jù)類型分：字節(jié)流和字符流

• 按功能分：節(jié)點流和處理流

  • 程序直接操作目標設(shè)備的類稱為節(jié)點流
  • 對節(jié)點流進行裝飾，功能、性能進行增強，稱為處理流

IO流主要的入口是數(shù)據(jù)源，下面列舉常見的源設(shè)備和目的設(shè)備

源設(shè)備

硬盤(文件)

內(nèi)存(字節(jié)數(shù)組、字符串等)

網(wǎng)絡(luò)(Socket)

鍵盤(System.in)

目的設(shè)備

硬盤(文件)

內(nèi)存(字節(jié)數(shù)組、字符串等)

網(wǎng)絡(luò)(Socket)

控制臺(System.out)

本文先探討本地IO的字節(jié)流和字符流,先列舉字節(jié)流和字符流的公共方法

方法名方法說明

void close() throws IOException	流操作完畢后，必須釋放系統(tǒng)資源，調(diào)用close方法，一般放在finally塊中保證一定被執(zhí)行!

注意：

• 程序中打開的IO資源不屬于內(nèi)存資源，垃圾回收機制無法回收該資源，需要顯式的關(guān)閉文件資源
• 下面的代碼示例中就不顯示的調(diào)用close方法，也不會處理IOException，只是為了代碼的簡潔，方便閱讀

字節(jié)流

一切皆為字節(jié)

一切文件數(shù)據(jù)(文本、圖片、視頻等)在存儲時，都是以二進制的形式保存，都可以通過使用字節(jié)流傳輸。

InputStream是字節(jié)輸入流的頂層抽象

//?Closeable有close()方法
public?abstract?class?InputStream?implements?Closeable?{}

核心方法如下

方法名方法說明

int read() throws IOException;	每次讀取一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，提升為int類型，讀取到文件末尾時返回 -1
int read(byte b[])throws IOException	每次讀取到字節(jié)數(shù)組中，返回讀取到的有效字節(jié)個數(shù)，讀取到末尾時返回 -1(常用)
int read(byte b[], int off, int len)	每次讀取到字節(jié)數(shù)組中，從偏移量off開始，長度為len，返回讀取到的有效字節(jié)個數(shù)，讀取到末尾時返回 -1

OutputStream是字節(jié)輸出流的頂層抽象

//?Flushable里面有flush()方法
public?abstract?class?OutputStream?implements?Closeable,?Flushable?{}

核心方法如下

方法名方法說明

void write(int b) throws IOException;	將int值寫入到輸出流中
void write(byte[] b) throws IOException;	將字節(jié)數(shù)組寫入到輸出流中
void write(byte b[], int off, int len) throws IOException	將字節(jié)數(shù)組從偏移量off開始，寫入len個長度到輸出流中
void flush() throws IOException	刷新輸出流并強制緩沖的字節(jié)被寫出

文件節(jié)點流

InputStream有很多的實現(xiàn)類，先介紹下文件節(jié)點流，即目標設(shè)備是文件，輸入流和輸出流對應(yīng)的是

FileInputStream和FileOutputStream

FileInputStream主要從磁盤文件中讀取數(shù)據(jù)，常用構(gòu)造方法如下

public?FileInputStream(File?file)?throws?FileNotFoundException{}
public?FileInputStream(String?name)?throws?FileNotFoundException{};

當傳入的文件不存在時，運行時會拋出FileNotFoundException異常

read()方法讀取

File?file?=?new?File("D:/三國/諸葛亮.txt");
FileInputStream?fileInputStream?=?new?FileInputStream(file);

//?核心代碼
int?b;
while?((b?=?fileInputStream.read())?!=?-1?){
????System.out.print((char)?b);
}

//?輸出結(jié)果
abcde

read(byte[])讀取

File?file?=?new?File("D:/三國/諸葛亮.txt");
FileInputStream?fileInputStream?=?new?FileInputStream(file);

//?核心代碼
byte[]?data?=?new?byte[2];
while?(fileInputStream.read(data)?!=?-1)?{
????System.out.println(new?String(data));
}

//?輸出結(jié)果
ab
cd
ed

上述代碼由于最后一次讀取時，只讀取一個字節(jié) e ，數(shù)組中還是上次的數(shù)據(jù)cd，只替換了e，所以最后輸出了ed

下面是使用FileInputStream讀取的正確姿勢

File?file?=?new?File("D:/三國/諸葛亮.txt");
FileInputStream?fileInputStream?=?new?FileInputStream(file);

//?核心代碼
byte[]?data?=?new?byte[2];
int?len;
while?((len?=?fileInputStream.read(data))?!=?-1)?{
????//?len?為每次讀取的有效的字節(jié)個數(shù)
????System.out.println(new?String(data,?0,?len));
}

//?輸出結(jié)果
ab
cd
e

注意：使用數(shù)組讀取，每次讀取多個字節(jié)，減少了系統(tǒng)間的IO操作次數(shù)，從而提高了效率，建議使用

源碼解析

public?int?read()?throws?IOException?{
????return?read0();
}
private?native?int?read0()?throws?IOException;

public?int?read(byte?b[])?throws?IOException?{
???return?readBytes(b,?0,?b.length);
}
private?native?int?readBytes(byte?b[],?int?off,?int?len)?throws?IOException;

上面列了read()和read(byte[])的源碼，可見都是調(diào)用native的方法，涉及底層的系統(tǒng)調(diào)用。

• 如果用read()讀取文件，每讀取一個字節(jié)就要訪問一次硬盤，這種效率較低。

• 如果用read(byte[])讀取文件，一次讀取多個字節(jié)，當文件很大時，也會頻繁訪問硬盤。如果一次讀取超多字節(jié)，效率也不會高。

FileOutputStream主要是向磁盤文件中寫出數(shù)據(jù)，常用構(gòu)造方法如下

構(gòu)造方法名方法說明

FileOutputStream(File file) throws FileNotFoundException	使用一個File對象來構(gòu)建一個FileOutputStream
FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException	使用一個文件名來構(gòu)建一個FileOutputStream
FileOutputStream(File file, boolean append) ? ? throws FileNotFoundException	append傳true時，會對文件進行追加
FileOutputStream(String name, boolean append) ? ? throws FileNotFoundException	append傳true時，會對文件進行追加

注意：

• 上述構(gòu)造方法執(zhí)行后，如果file不存在，會自動創(chuàng)建該文件

• 如果file存在，append沒有傳或者傳了false，會清空文件的數(shù)據(jù)

• 如果file存在，append傳了true，不會清空文件的數(shù)據(jù)

File?file?=?new?File("D:/三國/趙云.txt");
FileOutputStream?fos?=?new?FileOutputStream(file);
FileOutputStream?fos1?=?new?FileOutputStream("D:/三國/司馬懿.txt");
//?上述代碼中執(zhí)行完后，趙云.txt和司馬懿.txt都會自動創(chuàng)建出來

向文件寫數(shù)據(jù)

FileOutputStream?fos?=?new?FileOutputStream("D:/三國/司馬懿.txt");
fos.write(96);
fos.write(97);
fos.write(98);
//?文件內(nèi)容為?abc

FileOutputStream?fos?=?new?FileOutputStream("D:/三國/趙云.txt");
fos.write("三國趙云".getBytes());
//?文件內(nèi)容為?三國趙云

上述代碼每執(zhí)行一次，文件里的內(nèi)容就會被覆蓋，有時候這不是我們想要的場景，我們一般是想追加文件

FileOutputStream?fos?=?new?FileOutputStream("D:/三國/趙云.txt",?true);
fos.write("有萬夫不當之勇".getBytes());
fos.close();
//?文件內(nèi)容為?三國趙云有萬夫不當之勇

應(yīng)用場景

開發(fā)中涉及文件的上傳、下載、傳輸都是用的這個節(jié)點流，會結(jié)合裝飾后的處理流一起使用，在緩沖流部分有介紹。

擴展(由讀者自己實現(xiàn))

利用文件節(jié)點流實現(xiàn)文件的復制

內(nèi)存節(jié)點流

ByteArrayInputStream是從內(nèi)存的字節(jié)數(shù)組中讀取數(shù)據(jù)

public?ByteArrayInputStream(byte?buf[])?{}

注意：不需要close數(shù)據(jù)源和拋出IOException，因為不涉及底層的系統(tǒng)調(diào)用

ByteArrayOutputStream是向內(nèi)存字節(jié)數(shù)組中寫數(shù)據(jù)，內(nèi)部維護了一個數(shù)組

public?ByteArrayOutputStream()?{
???//?內(nèi)部維護了一個可變的字節(jié)數(shù)組
???//?protected?byte?buf[];
????this(32);
}

內(nèi)存節(jié)點流代碼示例

ByteArrayInputStream?bis?=?new?ByteArrayInputStream("data".getBytes());
ByteArrayOutputStream?bos?=?new?ByteArrayOutputStream();

int?len?=?0;
while?((len?=?bis.read())?!=?-1){
????bos.write(len);
}
//?輸出data
System.out.println(new?String(bos.toByteArray()));

應(yīng)用場景

內(nèi)存操作流一般在一些生成臨時信息時會被使用，如果臨時信息保存著文件中，代碼執(zhí)行完還要刪除文件比較麻煩

結(jié)合對象流，可以實現(xiàn)對象和字節(jié)數(shù)組的互轉(zhuǎn)

字符流

字符流封裝了更加適合操作文本字符的方法

Reader用于讀取文本字符

public?abstract?class?Reader?implements?Readable,?Closeable?{}

核心方法

方法名方法說明

int read() throws IOException	從輸入流中讀取一個字符,讀到文件末尾時返回-1
int read(char cbuf[]) throws IOException	從輸入流中讀取字符到char數(shù)組中

Writer用于寫出文本字符

public?abstract?class?Writer?implements?Appendable,?Closeable,?Flushable?{}

核心方法

方法名方法說明

void write(int c) throws IOException	寫入單個字符到輸出流中
void write(char[] cbuf) throws IOException	寫入字符數(shù)組到輸出流中
void write(char[] cbuf, int off, int len) ?throws IOException	寫入字符數(shù)組的一部分，偏移量off開始，長度為len到輸出流中
void write(String str) throws IOException	直接寫入字符串到輸出流中(常用)
void write(String str, int off, int len) throws IOException	寫入字符串的一部分，偏移量off開始，長度為len
Writer append(char c) throws IOException	追加字符到輸出流中

文件節(jié)點流

字符流操作純文本字符的文件是最合適的，主要有FileReader和FileWriter

FileReader主要是向磁盤文件中寫出數(shù)據(jù)，常用構(gòu)造方法如下

public?FileReader(String?fileName)?throws?FileNotFoundException{}
public?FileReader(File?file)?throws?FileNotFoundException?{}

注意：當讀取的文件不存在時，會拋出FileNotFoundException，這點和FileInputStream一致

read()循環(huán)讀取文件

FileReader?fileReader?=?new?FileReader("D:/三國/趙云.txt");
int?b;
while?((b?=?fileReader.read())?!=?-1)?{
????System.out.println((char)?b);
}

read(char[]) 讀取文件

FileReader?fileReader?=?new?FileReader("D:/三國/趙云.txt");
int?len;
char[]?data?=?new?char[2];
while?((len?=?fileReader.read(data))?!=?-1)?{
????System.out.println(new?String(data,?0,?len));
}
//?兩個字符兩個字符依次讀取

FileWriter構(gòu)造方法如下,和FileOutStream構(gòu)造方法類似，和FileOutputStream類似。

public?FileWriter(String?fileName)?throws?IOException?{}
public?FileWriter(String?fileName,?boolean?append)?throws?IOException?{}
public?FileWriter(File?file)?throws?IOException{}
public?FileWriter(File?file,?boolean?append)?throws?IOException?{}

常用的寫數(shù)據(jù)進文件的方法

FileWriter?fileWriter?=?new?FileWriter("D:/三國/孫權(quán).txt");
fileWriter.write(97);?
fileWriter.write('b');?
fileWriter.write('C');?
fileWriter.write("權(quán)");?
fileWriter.append("力");

注意：

• 如果不執(zhí)行close()或者flush()方法，數(shù)據(jù)只是保存到緩沖區(qū)，不會保存到文件。這點和與FileOutputStream不同，原因見 字節(jié)流和字符流的共同點章節(jié)

應(yīng)用場景

純文本文件的io操作，配合處理流一起實現(xiàn)。

內(nèi)存節(jié)點流

字符流也有對應(yīng)的內(nèi)存節(jié)點流，常用的有StringWriter和CharArrayWriter

StringWriter是向內(nèi)部的StringBuffer對象寫數(shù)據(jù)。

//?定義
public?class?StringWriter?extends?Writer?{

????private?StringBuffer?buf;

????public?StringWriter()?{
????????buf?=?new?StringBuffer();
????????lock?=?buf;
????}
}

//?應(yīng)用
StringWriter?sw?=?new?StringWriter();
sw.write("hello");

StringBuffer?buffer?=?sw.getBuffer();
//?輸出hello
System.out.println(buffer.toString());

CharArrayWriter是向內(nèi)部的char數(shù)組寫數(shù)據(jù)

//?定義
public?class?CharArrayWriter?extends?Writer?{
????protected?char?buf[];
}

//?應(yīng)用?
CharArrayWriter?caw?=?new?CharArrayWriter();
caw.write("hello");
char[]?chars?=?caw.toCharArray();
for?(char?c?:?chars)?{
?//?輸出了h?e?l?l?o
?System.out.println(c);
}

四種常用節(jié)點流的使用總結(jié)

字節(jié)流和字符流的共同點

注意到，OutputStream、Reader、Writer都實現(xiàn)了Flushable接口，Flushable接口有flush()方法

flush()：強制刷新緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)到目的地,刷新后流對象還可以繼續(xù)使用

close(): 強制刷新緩沖區(qū)后關(guān)閉資源，關(guān)閉后流對象不可以繼續(xù)使用

緩沖區(qū)：可以理解為內(nèi)存區(qū)域，程序頻繁操作資源(如文件)時，性能較低，因為讀寫內(nèi)存較快，利用內(nèi)存緩沖一部分數(shù)據(jù)，不要頻繁的訪問系統(tǒng)資源，是提高效率的一種方式

具體的流只要內(nèi)部有維護了緩沖區(qū)，必須要close()或者flush()，不然不會真正的輸出到文件中

處理流

上面的章節(jié)介紹了字節(jié)流和字符流的常用節(jié)點流，但是真正開發(fā)中都是使用更為強大的處理流

處理流是對節(jié)點流在功能上、性能上的增強

字節(jié)流的處理流的基類是FilterInputStream和FilterOutputStream

緩沖流(重點)

前面說了節(jié)點流，都是直接使用操作系統(tǒng)底層方法讀取硬盤中的數(shù)據(jù)，緩沖流是處理流的一種實現(xiàn)，增強了節(jié)點流的性能，為了提高效率，緩沖流類在初始化對象的時候，內(nèi)部有一個緩沖數(shù)組，一次性從底層流中讀取數(shù)據(jù)到數(shù)組中，程序中執(zhí)行read()或者read(byte[])的時候，就直接從內(nèi)存數(shù)組中讀取數(shù)據(jù)。

分類

字節(jié)緩沖流：BufferedInputStream ， BufferedOutputStream

字符緩沖流：BufferedReader ， BufferedWriter

字節(jié)緩沖流

可見構(gòu)造方法傳入的是節(jié)點流，是對節(jié)點流的裝飾

//?內(nèi)部默認8192?=8*1024?即8M的緩沖區(qū)
public?BufferedInputStream(InputStream?in)?{
???//?8192????
???//?內(nèi)部維護了下面這樣的字節(jié)數(shù)組
????//?protected?volatile?byte?buf[];
????this(in,?DEFAULT_BUFFER_SIZE);
}
public?BufferedOutputStream(OutputStream?out)?{
????????this(out,?8192);
}

這里使用復制一部1G的電影來感受緩沖流的強大

使用基本的流讀取數(shù)據(jù)(一次傳輸一個字節(jié))

long?start?=?System.currentTimeMillis();
FileInputStream?fis?=?new?FileInputStream("D:/三國/視頻.mp4");
FileOutputStream?fos?=?new?FileOutputStream("D:/三國/拷貝.mp4");

int?data;
while?((data?=?fis.read())?!=?-1)?{
????fos.write(data);
}
log.info("拷貝電影耗時:{}ms",?System.currentTimeMillis()?-?start);
//?五分鐘還沒拷好，關(guān)閉程序了...

使用基本的流讀取數(shù)據(jù)(一次傳輸一個8M的字節(jié)數(shù)組)

long?start?=?System.currentTimeMillis();
FileInputStream?fis?=?new?FileInputStream("D:/三國/視頻.mp4");
FileOutputStream?fos?=?new?FileOutputStream("D:/三國/拷貝.mp4");

int?len;
byte[]?data?=?new?byte[1024?*?1024?*?1024];
while?((len?=?fis.read(data))?!=?-1)?{
????fos.write(data,?0,?len);
}
log.info("拷貝電影耗時:{}ms",?System.currentTimeMillis()?-?start);
//?拷貝電影耗時:4651ms

使用緩沖流讀取數(shù)據(jù)(一次傳輸一個字節(jié))

long?start?=?System.currentTimeMillis();
BufferedInputStream?fis?=?new?BufferedInputStream(new?FileInputStream("D:/三國/視頻.mp4"));
BufferedOutputStream?fos?=?new?BufferedOutputStream(new?FileOutputStream("D:/三國/拷貝.mp4"));

int?data;
while?((data?=?fis.read())?!=?-1)?{
????fos.write(data);
}

log.info("拷貝電影耗時:{}ms",?System.currentTimeMillis()?-?start);
//?拷貝電影耗時:39033ms

使用緩沖流讀取數(shù)據(jù)(一次傳輸一個8M的字節(jié)數(shù)組)(最常使用)

long?start?=?System.currentTimeMillis();
BufferedInputStream?fis?=?new?BufferedInputStream(new?FileInputStream("D:/三國/視頻.mp4"));
BufferedOutputStream?fos?=?new?BufferedOutputStream(new?FileOutputStream("D:/三國/拷貝.mp4"));

int?len;
byte[]?data?=?new?byte[8?*?1024];
while?((len?=?fis.read(data))?!=?-1)?{
????fos.write(data,?0,?len);
}

log.info("拷貝電影耗時:{}ms",?System.currentTimeMillis()?-?start);
//?拷貝電影耗時:1946ms

由上述四個例子可以得出結(jié)論，緩沖流讀取數(shù)據(jù)比普通流讀取數(shù)據(jù)快很多！

注意：采用邊讀邊寫的方式，一次傳輸幾兆的數(shù)據(jù)效率比較高，如果采用先把文件的數(shù)據(jù)都讀入內(nèi)存，在進行寫出，這樣讀寫的次數(shù)是較小，但是占用太大的內(nèi)存空間，一次讀太大的數(shù)據(jù)也嚴重影響效率!

字符緩沖流

對字符節(jié)點流的裝飾，下面是字符緩沖流的構(gòu)造方法

public?BufferedReader(Reader?in)?{
?//?private?static?int?defaultCharBufferSize?=?8192;
?//?內(nèi)部維護了一個字符數(shù)組
????//?private?char?cb[];
????this(in,?defaultCharBufferSize);
}

public?BufferedWriter(Writer?out)?{
????????this(out,?defaultCharBufferSize);
}

字符緩沖流的特有方法

類方法名方法說明

BufferedReader	String readLine() throws IOException	一行行讀取，讀取到最后一行返回null
BufferedWriter	void newLine() throws IOException	寫一個換行符到文件中，實現(xiàn)換行

//?創(chuàng)建流對象
BufferedReader?br?=?new?BufferedReader(new?FileReader("D:/三國/趙云.txt"));
BufferedWriter?bw?=?new?BufferedWriter(new?FileWriter("D:/三國/趙子龍.txt"));
String?line?=?null;
while?((line?=?br.readLine())!=null)?{
??System.out.println(line);
??bw.write(line);
??bw.newLine();
}
//?結(jié)果
我乃常山趙子龍
于萬軍從中，取上將首級

緩沖流的正確姿勢

緩沖流是IO流中最重要的知識點，下面通過代碼實現(xiàn)正確用IO流的姿勢

BufferedInputStream?bis?=?null;
BufferedOutputStream?bos?=?null;
try?{
????bis?=?new?BufferedInputStream(new?FileInputStream(new?File("D:/三國/視頻.mp4")));
????bos?=?new?BufferedOutputStream(new?FileOutputStream(new?File("D:/三國/拷貝.mp4")));
????int?len;
????//?一次傳輸8M的文件,實際測試這里傳輸?shù)拇笮〔⒉挥绊憘鬏數(shù)乃俣?br />????byte[]?data?=?new?byte[8?*?1024];
????while?((len?=?bis.read(data))?!=?-1)?{
????????bos.write(data,?0,?len);
????}
}?catch?(IOException?e)?{
????log.error("error",?e);
}?finally?{
???//?finally塊中關(guān)閉流，確保資源一定被關(guān)閉
????if?(bis?!=?null)?{
????????try?{
????????????bis.close();
????????}?catch?(IOException?e)?{
????????????log.error("error",?e);
????????}
????}
????if?(bos?!=?null)?{
????????try?{
????????????bos.close();
????????}?catch?(IOException?e)?{
????????????log.error("error",?e);
????????}
????}
}

轉(zhuǎn)換流

字符編碼與字符集

字符編碼

計算機存儲的數(shù)據(jù)都是二進制的，而我們在電腦上看到的數(shù)字、英文、漢字等都是二進制轉(zhuǎn)換的結(jié)果

• 將字符轉(zhuǎn)換成二進制，為編碼

• 將二進制轉(zhuǎn)換為字符，為解碼

  字符編碼 就是 自然語言和二進制的對應(yīng)規(guī)則

字符集

就是一個編碼表，常見的字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等，具體各個編碼的介紹在這里就不介紹了。

IDEA中，使用 FileReader 讀取項目中的文本文件。IDEA可以設(shè)置為GBK 編碼，當讀取Windows系統(tǒng)中創(chuàng)建的默認的UTF8文本文件時，就會出現(xiàn)亂碼 。

如下例

idea的字符集設(shè)置 默認是UTF-8，這里修改為GBK

運行的代碼及結(jié)果

FileReader?fileReader?=?new?FileReader("D:/sanguo/utf8.txt");
int?read;
while?((read?=?fileReader.read())?!=?-1)?{
????System.out.print((char)read);
}
//?浣犲ソ

InputStreamReader

Reader的子類，讀取字節(jié)，并使用指定的字符集將其解碼為字符。字符集可以自己指定，也可以使用平臺的默認字符集。

構(gòu)造方法如下

//?使用平臺默認字符集
public?InputStreamReader(InputStream?in)?{}
//?指定字符集
public?InputStreamReader(InputStream?in,?String?charsetName)throws?UnsupportedEncodingException{}

讀取文件的“你好",文件默認的字符集是UTF8

//?創(chuàng)建流對象,默認UTF8編碼
InputStreamReader?isr?=?new?InputStreamReader(new?FileInputStream("D:/三國/utf8.txt"));
//?創(chuàng)建流對象,指定GBK編碼
InputStreamReader?isr2?=?new?InputStreamReader(new?FileInputStream("D:/三國/utf8.txt"),?"GBK");

int?read;
while?((read?=?isr.read())?!=?-1)?{
????System.out.println((char)?read);
}

while?((read?=?isr2.read())?!=?-1)?{
????System.out.println((char)?read);
}

//?輸出結(jié)果
你好
浣犲ソ

OutputStreamWriter

Writer的子類，使用指定的字符集將字符編碼為字節(jié)。字符集可以自己指定，也可以使用平臺的默認字符集。

構(gòu)造方法如下

//?使用平臺默認字符集
public?OutputStreamWriter(OutputStream?out)?{}
//?使用平臺默認字符集
public?OutputStreamWriter(OutputStream?out,?String?charsetName)throws?UnsupportedEncodingException{}

如下面的代碼，將你好寫入文件。寫入后兩個文件的字符集不一樣，文件大小也不同

//?創(chuàng)建流對象,默認UTF8編碼
OutputStreamWriter?osw?=?new?OutputStreamWriter(new?FileOutputStream("D:/三國/黃忠.txt"));
osw.write("你好");?//?保存為6個字節(jié)

//?創(chuàng)建流對象,指定GBK編碼
OutputStreamWriter?osw2?=?new?OutputStreamWriter(new?FileOutputStream("D:/三國/馬超.txt"),"GBK");
osw2.write("你好");//?保存為4個字節(jié)

對象流

序列化

jdk提供了對象序列化的方式，該序列化機制將對象轉(zhuǎn)為二進制流，二進制流主要包括對象的數(shù)據(jù)、對象的類型、對象的屬性。可以將java對象轉(zhuǎn)為二進制流寫入文件中。文件會持久保存了對象的信息。

同理，從文件中讀出對象的信息為反序列化的過程

對象想序列化，滿足的條件:

該類必須實現(xiàn) java.io.Serializable 接口， Serializable 是一個標記接口(沒有任何抽象方法)，不實現(xiàn)此接口的類將不會使任何狀態(tài)序列化或反序列化，會拋出 NotSerializableException 。

該類的所有屬性必須是可序列化的，如果有一個屬性不需要可序列化的，則該屬性使用transient 關(guān)鍵字修飾

ObjectOutputStream

該類實現(xiàn)將對象序列化后寫出到外部設(shè)備，如硬盤文件

public?ObjectOutputStream(OutputStream?out)?throws?IOException{}

常用方法

方法名方法說明

void writeObject(Object obj) throws IOException	將指定的對象寫出

如下代碼，將User對象寫入文件中

public?class?User?implements?Serializable?{
????private?static?final?long?serialVersionUID?=?8289102797441171947L;

????private?String?name;
????private?Integer?age;
}
//?下面是將對象輸出到文件的核心代碼
User?user?=?new?User("馬超",20);
//?創(chuàng)建序列化流對象
ObjectOutputStream?out?=?new?ObjectOutputStream(new?FileOutputStream("D:/三國/馬超.txt"));
//?寫出對象
out.writeObject(user);

注意：

實現(xiàn)了Serializable的實體一定要加一個serialVersionUID變量，這也是習慣問題，idea可以設(shè)置一下。

serialVersionUID生成后不要改變，避免反序列化失敗，改變后會拋出InvalidClassException異常

生成的文件內(nèi)容如下

ObjectInputStream

該類將ObjectOutputStream寫出的對象反序列化成java對象

public?ObjectInputStream(InputStream?in)?throws?IOException?

常用方法

方法名方法說明

Object readObject() ? ? throws IOException, ClassNotFoundException	讀取對象

ObjectInputStream?in?=?new?ObjectInputStream(new?FileInputStream("D:/三國/馬超.txt"));
//?強轉(zhuǎn)為user
User?user?=?(User)?in.readObject();
System.out.println(user);
//?輸出內(nèi)容
User(name=馬超,?age=20)

對象和字節(jié)數(shù)組的轉(zhuǎn)換

利用對象流和字節(jié)數(shù)組流結(jié)合 ，可以實現(xiàn)java對象和byte[]之間的互轉(zhuǎn)

//?將對象轉(zhuǎn)為byte[]
public?static??byte[]?t1(T?t)?{
????ByteArrayOutputStream?bos?=?new?ByteArrayOutputStream();
????ObjectOutputStream?oos?=?new?ObjectOutputStream(bos);
????oos.writeObject(t);return?bos.toByteArray();
}//?將byte[]轉(zhuǎn)為對象public?static??T?t2(byte[]?data)?throws?IOException,?ClassNotFoundException?{
????ByteArrayInputStream?bos?=?new?ByteArrayInputStream(data);
????ObjectInputStream?oos?=?new?ObjectInputStream(bos);return?(T)?oos.readObject();
}

管道流(了解)

管道流主要用于兩個線程間的通信，即一個線程通過管道流給另一個線程發(fā)數(shù)據(jù)

注意：線程的通信一般使用wait()/notify(),使用流也可以達到通信的效果，并且可以傳遞數(shù)據(jù)

使用的類是如下

• PipedInputStream和PipedOutStream
• PipedReader和PipedWriter

這里使用字節(jié)流為例

class?Sender?implements?Runnable?{
????private?PipedOutputStream?pos;
????private?String?msg;

????public?Sender(String?msg)?{
????????this.pos?=?new?PipedOutputStream();
????????this.msg?=?msg;
????}

????@Override
????public?void?run()?{
?????? pos.write(msg.getBytes())；
????}

????public?PipedOutputStream?getPos()?{
????????return?pos;
????}
}

class?Receiver?implements?Runnable?{
????private?PipedInputStream?pis;

????public?Receiver()?{
????????this.pis?=?new?PipedInputStream();
????}


????@Override
????public?void?run()?{
?????????byte[]?data?=?new?byte[1024];
????????????int?len;
????????????while?((len?=?pis.read(data))?!=?-1)?{
????????????????System.out.println(new?String(data,?0,?len));
????????????}
????}
}
????
Sender?sender?=?new?Sender("hello");
Receiver?receiver?=?new?Receiver();
receiver.getPis().connect(sender.getPos());
new?Thread(sender).start();
new?Thread(receiver).start();
//?控制臺輸出??hello

輸入與輸出流(了解)

System.in和System.out代表了系統(tǒng)標準的輸入、輸出設(shè)備

默認輸入設(shè)備是鍵盤，默認輸出設(shè)備是控制臺

可以使用System類的setIn，setOut方法對默認設(shè)備進行改變

我們開發(fā)中經(jīng)常使用的輸出到控制臺上的內(nèi)容的方法。

System.out.println("a");
System.out.print("b");
class?System{
????public?final?static?InputStream?in?=?null;
????public?final?static?PrintStream?out?=?null;
}
public?PrintStream(String?fileName)?throws?FileNotFoundException{}

數(shù)據(jù)流(了解)

主要方便讀取Java基本類型以及String的數(shù)據(jù),有DataInputStream 和 DataOutputStream兩個實現(xiàn)類

DataOutputStream?dos?=?new?DataOutputStream(new?FileOutputStream("D:/三國/周瑜.txt"));
dos.writeUTF("周瑜");
dos.writeBoolean(false);
dos.writeLong(1234567890L);

DataInputStream?dis?=?new?DataInputStream(new?FileInputStream("D:/三國/周瑜.txt"));
String?s?=?dis.readUTF();
System.out.println(s);
boolean?b?=?dis.readBoolean();
System.out.println(b);
//?輸出
周瑜
false

IO流總結(jié)

以上各個章節(jié)詳細介紹了各個流，可見流的種類比較多，記憶確實增加了困難。但是可以通過思維導圖的方式整理出來，方便記憶。

字節(jié)流的導圖

字符流的導圖

按照功能劃分

輸入、輸出對應(yīng)關(guān)系

結(jié)語

短期的加更計劃

NIO

tomcat系列源碼解析

文章篇幅較長，給看到這里的小伙伴點個大大的贊!由于作者水平有限，文章中難免會有錯誤之處，歡迎小伙伴們反饋指正。

如果覺得文章對你有幫助,麻煩 點贊、評論、轉(zhuǎn)發(fā)、在看 、關(guān)注 走起

你的支持是我加更最大的動力！！！

另

瑣碎時間想看一些技術(shù)文章，可以去公眾號菜單欄翻一翻我分類好的內(nèi)容，應(yīng)該對部分童鞋有幫助。同時看的過程中發(fā)現(xiàn)問題歡迎留言指出，不勝感謝~。另外，有想多了解哪些方面內(nèi)容的可以留言(什么時候，哪篇文章下留言都行)，附菜單欄截圖(PS：很多人不知道公眾號菜單欄是什么)

END

我知道你 “在看”

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的javaio流_万字长文+思维导图帮你梳理 Java IO 流，还学不会你来打我（值得收藏）...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。