Java - IO 流

Posted 2022-11-27 鮀城小帅

1. File类的使用

1.1 File类

• java.io.File 类：文件和文件目录路径的抽象表示形式，与平台无关。
• File 能新建、删除、重命名文件和目录，但 File 不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入 / 输出流。
• 想要在 Java 程序中表示一个真实存在的文件或目录，那么必须有一个 File 对象，但是 Java 程序中的一个File 对象，可能没有一个真实存在的文件或目录。
• File 对象可以作为参数传递给流的构造器。

1.2 File类的使用

1. File 类的一个对象，代表一个文件或一个文件目录( 俗称：文件夹 )。
2. File 类声明在 java.io 包下。
3. File 类中涉及到关于文件或文件目录的创建、删除、重命名、修改时间、文件大小等方法，并未涉及到写入或读取文件内容的操作。如果需要读取或写入文件内容必须使用 IO 流来完成。
4. 后续 File 类的对象常会作为参数传递到流的构造器中，指明读取或写入的 " 终点 "。

1.3 File的实例化

（1）如何创建 file 类的实例
        File(String filePath)：以 filePath 为路径创建 File 对象，可以是绝对路径或者相对路径
        File(String parentPath,String childPath): 以 parentPath 为父路径，childPath为子路径创建 File 对象。
        File(File parentFile,String childPath)：根据一个父 File 对象和子文件路径创建 File 对象
（2）相对路径：相较于某个路径下，指明的路径。
        绝对路径：包含盘符在内的文件或文件目录的路径。
（3）路径分隔符
        windows:\\\\
        unix:/
（4）Java 程序支持跨平台运行，因此路径分隔符要慎用。
（5）为了解决这个隐患，File 类提供了一个常量：

public static final String separator。
//根据操作系统，动态的提供分隔符。
File file1= new File("d:\\\\Work\\\\info.txt");
File file2= new File("d:"+ File.separator+ "Work"+ File.separator+ "info.txt");
File file3= new File("d:/Wo

1.4 File类的常用方法1

public String getAbsolutePath()：获取绝对路径
public String getPath()：获取路径
public String getName()：获取名称
public String getParent()：获取上层文件目录路径。若无，返回 null
public long length()：获取文件长度（即：字节数）。不能获取目录的长度。
public long lastModified()：获取最后一次的修改时间，毫秒值
如下的两个方法适用于文件目录：
public String[] list()：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组
public File[] listFiles()：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的 File 数组
public boolean renameTo(File dest): 把文件重命名为指定的文件

案例：文件重命名

    /**
     * File 类的重命名功能
     * public boolean renameTo(File dest): 把文件重命名为指定的文件
     路径 比如：file1.renameTo(file2) 为例：
     * 要想保证返回 true, 需要 file1 在硬盘中是存在的，且 file2 不能在
     硬盘中存在。
     */
    @Test
    public void test1()
        File file = new File("E:\\\\work_space\\\\iostream\\\\fileFolder\\\\hello.txt");
        File file2 = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello2.txt");
        boolean renameTo = file.renameTo(file2);
        System.out.println(renameTo);
    

1.5 File类的常用方法2

public boolean isDirectory()：判断是否是文件目录
public boolean isFile()：判断是否是文件
public boolean exists()：判断是否存在
public boolean canRead()：判断是否可读
public boolean canWrite()：判断是否可写
public boolean isHidden()：判断是否隐藏

File初始化说明：

• 当硬盘中真有一个真实的文件或目录存在时，创建 File 对象时，各个属性会显式赋值。
• 当硬盘中没有真实的文件或目录对应时，那么创建对象时，除了指定的目录和路径之外，其他的属性都是取成员变量的默认值。

创建硬盘中对应的文件或文件目录；

public boolean createNewFile()：创建文件。若文件存在，则不创建，返回 false；
public boolean mkdir()：创建文件目录。如果此文件目录存在，就不创建了。
                        如果此文件目录的上层目录不存在，也不创建。
public boolean mkdirs()：创建文件目录。如果上层文件目录不存在，一并创建。

删除磁盘中的文件或文件目录

public boolean delete()：删除文件或者文件夹。

删除注意事项：Java 中的删除不走回收站。

案例：文件不存在就创建，文件存在才能删除

    @Test
    public void test2() throws IOException 
        File file = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello.txt");
        if(!file.exists())
            // 文件不存在就创建
            file.createNewFile();
            System.out.println("创建成功");
        else
            // 文件存在，可进行删除
            file.delete();
            System.out.println("删除成功");
        
    

2. IO流原理与流的分类

2.1 IO流原理

I/O 是 Input/Output 的缩写，I/O 技术是非常实用的技术，用于处理设备之间的数据传输。如读 / 写文件，网络通讯等。
Java 程 序 中， 对 于 数 据 的 输 入 / 输 出 操 作 以“ 流(stream)”的方式进行。
java.io 包下提供了各种“流”类和接口，用以获取不同种类的数据，并通过标准的方法输入或输出数据。
输入 input：读取外部数据（磁盘、光盘等存储设备的数据）到程序（内存）中。
输出 output：将程序（内存）数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。

2.2 流的分类

按操作数据单位不同分为：字节流 (8 bit)，字符流 (16 bit)
按数据流的流向不同分为：输入流，输出流
按流的角色的不同分为：节点流，处理流
Java 的 IO 流共涉及 40 多个类，实际上非常规则，都是从如下 4 个抽象基类派生的。
由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀。

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

2.3 IO流体系结构

 2.3 节点流（或文件流）

2.3.1 FileReader读入数据的基本操作

抽象基类	节点流（或文件流）	缓冲流（处理流的一种）
InputStream	FileInputStream (read(byte[] buffer))	BufferedInputStream (read(byte[] buffer))
OutputStream	FileOutputStream (write(byte[] buffer,0,len)	BufferedOutputStream (write(byte[] buffer,0,len) / flush()
Reader	FileReader (read(char[] cbuf))	BufferedReader (read(char[] cbuf) / readLine())
Writer	FileWriter (write(char[] cbuf,0,len)	BufferedWriter (write(char[] cbuf,0,len) / flush()

读取文件【四个步骤】

建立一个流对象，将已存在的一个文件加载进流。
        FileReaderfr= new FileReader(new File(“Test.txt”));
创建一个临时存放数据的数组。
        char[] ch= new char[1024];
调用流对象的读取方法将流中的数据读入到数组中。
        fr.read(ch);
关闭资源。
        fr.close();
将 hello.txt 文件内容读入程序中，并输出到控制台

说明点：
        1. read() 的理解：返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回 -1。
        2. 异常的处理：为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally 处理。
        3. 读入的文件一定要存在，否则就会报 FileNotFoundException。

案例：FileReader读入数据

    @Test
    public void test2()
        FileReader fileReader = null;

        try 
            // 实例化File对象，指明要操作的文件
            File file = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello2.txt");
            // 提供具体的流
            fileReader = new FileReader(file);

            int data;
            while ((fileReader.read()) != -1)
                data = fileReader.read();
                System.out.println((char)data);
            
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            try 
                if (fileReader != null)
                    fileReader.close();
                
            catch (IOException e)
                e.printStackTrace();
            
        
    

2.3.2 FileReader中使用 read(char[] cbuf) 读取数据

    /**
     *   read(char[] cbuf)：char[] 进行读取
     */
    @Test
    public void test3()
        FileReader fileReader = null;

        try 
            // 实例化File对象，指明要操作的文件
            File file = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello2.txt");
            // 提供具体的流
            fileReader = new FileReader(file);

            char[] cbuf = new char[3];
            int len;
            while ((len = fileReader.read(cbuf)) != -1)
                String str = new String(cbuf,0,len);
                System.out.println(str);
            
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (fileReader != null)
                try 
                    fileReader.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
        
    

2.3.3 FileWriter写出数据的操作

写入文件

创建流对象，建立数据存放文件。
        FileWriterfw= new FileWriter(new File(“Test.txt”));
调用流对象的写入方法，将数据写入流。
        fw.write(“atguigu-songhongkang”);
关闭流资源，并将流中的数据清空到文件中。
        fw.close();

说明：
（1） 输出操作，对应的 File 可以不存在的。并不会报异常。
（2）File 对应的硬盘中的文件如果不存在，在输出的过程中，会自动创建此文件。
        File 对应的硬盘中的文件如果存在：
                如果流使用的构造器是：FileWriter(file,false) / FileWriter(file): 对原有文件的覆盖。
                如果流使用的构造器是：FileWriter(file,true): 不会对原有文件覆盖，而是在原有文件基础上追加内容。

案例：

    /**
     *   fw.write（data）：FileWriter 写出数据的操
     */
    @Test
    public void test4()
        FileWriter fw = null;

        try 
            // 实例化File对象，指明要写出到的文件
            File file = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello.txt");
            // 提供FileWriter的对象，用于数据的写出
            fw = new FileWriter(file);
            // 写出的操作
            fw.write("io stream -- FileWriter");
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (fw != null)
                try 
                    fw.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
        
    

2.3.4 使用 FileReader 和 FileWriter 实现文本文件的复制

    /**
     *   使用 FileReader 和 FileWriter 实现文本文件的复制
     */
    @Test
    public void test5()
        FileWriter fw = null;
        FileReader fr = null;
        try 
            // 实例化File对象，指明要写出到的文件
            File file = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello2.txt");
            File file2 = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello3.txt");

            // 创建输入流和输出流的对象
            fr = new FileReader(file);
            fw = new FileWriter(file2);

            // 数据的读入和写出操作
            char[] chars = new char[3];
            int len;
            while ((len = fr.read(chars)) != -1)
                fw.write(chars,0,len);
            
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (fw != null)
                try 
                    fw.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
            if (fr != null)
                try 
                    fr.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
        
    

2.3.5 不建议使用 FileInputStream 读取文本文件

原因：使用字节流 FileInputStream 处理文本文件，可能出现乱码。

测试 FileInputStream 和 FileOutputStream 的使用。
结论：

1. 对于文本文件 (.txt,.java,.c,.cpp)，使用字符流处理；
2. 对于非文本文件 (.jpg,.mp3,.mp4,.avi,.doc,.ppt,...)，使用字节流处理。

        FileInputStream fi = null;
        try 
            // 实例化File对象，指明要写出到的文件
            File file = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello3.txt");

            // 创建输入流和输出流的对象
            fi = new FileInputStream(file);

            // 数据的读入和写出操作
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = fi.read(bytes)) != -1)
                String str = new String(bytes,0,len);
                System.out.println(str);
            
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (fi != null)
                try 
                    fi.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
        

2.3.6 使用 FileInputStream 和 FileOutputStream 读写非文本文件

实现对图片的复制操作

    /**
     *   使用 FileReader 和 FileWriter 实现文本文件的复制
     */
    @Test
    public void test7()
        FileInputStream fi = null;
        FileOutputStream fo = null;
        try 
            // 实例化File对象，指明要写出到的文件
            File file = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hzw.webp");
            File file2 = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hzw2.webp");

            // 创建输入流和输出流的对象
            fi = new FileInputStream(file);
            fo = new FileOutputStream(file2);

            // 数据的读入和写出操作
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = fi.read(buffer)) != -1)
                fo.write(buffer,0,len);
            
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (fi != null)
                try 
                    fi.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
            if (fo != null)
                try 
                    fo.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
        
    

2.4 缓冲流

为了提高数据读写的速度，Java API 提供了带缓冲功能的流类，在使用这些流类时，会创建一个内部缓冲区数组，缺省使用 8192 个字节 (8Kb) 的缓冲区。

         缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，根据数据操作单位可以把缓冲流分为：
                BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream；
                BufferedReader 和 BufferedWriter；
        当读取数据时，数据按块读入缓冲区，其后的读操作则直接访问缓冲区。
        当使用 BufferedInputStream 读取字节文件时，BufferedInputStream 会一次性从文件中读取 8192 个 (8Kb)，存在缓冲区中，直到缓冲区装满了，才重新从文件中读取下一个 8192 个字节数组。
        向流中写入字节时，不会直接写到文件，先写到缓冲区中直到缓冲区写满，BufferedOutputStream 才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用方法 flush() 可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流。
        关闭流的顺序和打开流的顺序相反。只要关闭最外层流即可，关闭最外层流也会相应关闭内层节点流。
        flush() 方法的使用：手动将 buffer 中内容写入文件。
        如果是带缓冲区的流对象的 close() 方法，不但会关闭流，还会在关闭流之前刷新缓冲区，关闭后不能再写出。

2.4.1 缓冲流（字节型）实现非文本文件的复制

处理流之一：缓冲流的使用
（1）缓冲流：
        BufferedInputStream
        BufferedOutputStream
        BufferedReader
        BufferedWriter
（2）作用：提供流的读取、写入的速度；
提高读写速度的原因：内部提供了一个缓冲区。
（3）处理流，就是“套接”在已有的流的基础上。

 案例：基于缓冲流实现读写

    @Test
    public void test1()
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;
        try 
            // 实例化File对象，指明要写出到的文件
            File file = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hzw2.webp");
            File file2 = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hzw3.webp");

            // 创建输入流和输出流的对象
            FileInputStream fi = new FileInputStream(file);
            FileOutputStream fo = new FileOutputStream(file2);

            // 创建缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fi);
            bos = new BufferedOutputStream(fo);

            // 数据的读入和写出操作
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = bis.read(buffer)) != -1)
                bos.write(buffer,0,len);
            
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            // 要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            if (bos != null)
                try 
                    bos.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
            if (bis != null)
                try 
                    bis.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
            // 说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。
            // 关于内层流的关闭，我们可以省略 .
        
    

缓冲流与节点流读写速度说明：基于缓冲流的读写速度要比节点流快很多。

2.4.2 缓冲流（字符型）实现文本文件的复制

    // 使用 BufferedReader 和 BufferedWriter 实现文本文件的复制
    @Test
    public void test1()
        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try 
            // 实例化File对象，指明要写出到的文件
            File file = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello2.txt");
            File file2 = new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello4.txt");

            // 创建输入流和输出流的对象
            br = new BufferedReader(new FileReader(file));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter(file2));

            // 读写操作
            // 方式一：使用 char[] 数组
            // char[] cbuf = new char[1024];
            // int len;
            // while ((len = br.read(cbuf)) != -1) 
            // bw.write(cbuf, 0, len);
            // bw.flush();

            // 方式二：使用String
            // 数据的读入和写出操作
            String data;
            while ((data = br.readLine()) != null)
                // 方法一：
                // bw.write(data + "\\n");//data 中不包含换行符
                // 方法二：
                bw.write(data); // data 中不包含换行符
                bw.newLine(); // 提供换行的操作
            
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            // 要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            if (br != null)
                try 
                    br.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
            if (bw != null)
                try 
                    bw.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
            // 说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。
            // 关于内层流的关闭，我们可以省略 .
        
    

2.5 转换流

2.5.1 转换流概述与 InputStreamReader 的使用。

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换。

Java API 提供了两个转换流：
（1） InputStreamReader：将 InputStream 转换为 Reader
        实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。
        需要和 InputStream“套接”。
        构造器：
                public InputStreamReader(InputStreamin)
                public InputSreamReader(InputStreamin,StringcharsetName)
                如：Reader isr= new InputStreamReader(System.in,”gbk”);
（2）OutputStreamWriter：将 Writer 转换为 OutputStream
        实现将字符的输出流按指定字符集转换为字节的输出流。
        需要和 OutputStream“套接”。
        构造器：
                public OutputStreamWriter(OutputStreamout)
                public OutputSreamWriter(OutputStreamout,StringcharsetName)
字节流中的数据都是字符时，转成字符流操作更高效。
很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题，实现编码和解码的功能。

 2.5.2 转换流的使用

（1）转换流：属于字符流；
        InputStreamReader：将一个字节的输入流转换为字符的输入流。
        OutputStreamWriter：将一个字符的输出流转换为字节的输出流。
（2）作用：提供字节流与字符流之间的转换。
（3）解码：字节、字节数组 ---> 字符数组、字符串。
        编码：字符数组、字符串 ---> 字节、字节数组。
（4）字符集
ASCII：美国标准信息交换码。用一个字节的 7 位可以表示。
ISO8859-1：拉丁码表。欧洲码表。用一个字节的 8 位表示。
GB2312：中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符。
GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码。
Unicode：国际标准码，融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符
                分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。
UTF-8：变长的编码方式，可用 1-4 个字节来表示一个字符。

Unicode 不完美，这里就有三个问题，一个是，我们已经知道，英文字母只用一个字节表示就够了，第二个问题是如何才能区别 Unicode 和ASCII ？计算机怎么知道两个字节表示一个符号，而不是分别表示两个符号呢？第三个，如果和 GBK 等双字节编码方式一样，用最高位是 1 或 0 表示两个字节和一个字节，就少了很多值无法用于表示字符，不够表示所有字符。
Unicode 在很长一段时间内无法推广，直到互联网的出现。

面向传输的众多 UTF（UCS Transfer Format）标准出现了，顾名思义，UTF-8 就是每次 8 个位传输数据，而 UTF-16 就是每次 16 个位。 这是为传输而设计的编码，并使编码无国界，这样就可以显示全世界上所有文化的字符了。

Unicode 只是定义了一个庞大的、全球通用的字符集，并为每个字符规定了唯一确定的编号，具体存储成什么样的字节流，取决于字符编码方案。
推荐的 Unicode 编码是 UTF-8 和 UTF-16。

    /**
     * 此时处理异常的话，仍然应该使用 try-catch-finally InputStreamReader
     * 的使用，实现字节的输入流到字符的输入流的转换
     * @throws FileNotFoundException
     */
    @Test
    public void test1() throws FileNotFoundException 
        FileInputStream fis = null;
        InputStreamReader isr = null;
        try 
            fis = new FileInputStream("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello3.txt");
            // 使用系统默认的字符集
            // 参数 2 指明了字符集，具体使用哪个字符集，取决于文件 hello3.txt 保存时使用的字符集
            isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");
            char[] chars = new char[5];
            int len;
            while ((len = isr.read(chars)) != -1)
                String str = new String(chars,0,len);
                System.out.println(str);
            
         catch (UnsupportedEncodingException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (isr != null)
                try 
                    isr.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
        

    

2.6 标准输入、输出流、打印流、数据流

2.6.1 标准输入、输出流

        System.in 和 System.out 分别代表了系统标准的输入和输出设备；
        默认输入设备是：键盘，输出设备是：显示器；
        System.in 的类型是 InputStream；
        System.out 的 类 型 是 PrintStream， 其 是 OutputStream的子类 FilterOutputStream 的子类；
        重定向：通过 System 类的 setIn，setOut 方法对默认设备进行改变。

public static void setIn(InputStreamin)
public static void setOut(PrintStreamout)

2.6.2 其他流的使用

1. 标准的输入、输出流
2. 打印流
3. 数据流

（1）标准的输入、输出流

        System.in: 标准的输入流，默认从键盘输入；
        System.out: 标准的输出流，默认从控制台输出

        System 类的 setIn(InputStream is) / setOut(PrintStream ps) 方式重新指定输入和输出的流。

    @Test
    public void test2() throws FileNotFoundException 
       BufferedReader br = null;
       try 
           InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
           br = new BufferedReader(isr);
           while (true)
               System.out.println("请输入字符串:");
               String data = br.readLine();
               if ("e".equalsIgnoreCase(data) || "exit".equalsIgnoreCase(data))
                   System.out.println("程序结束");
                   break;
               
               String upperCase = data.toUpperCase();
               System.out.println(upperCase);
           
       catch (IOException e)
           e.printStackTrace();
       finally 
           if (br != null)
               try 
                   br.close();
                catch (IOException e) 
                   e.printStackTrace();
               
           
       
    

2.6.3 打印流、数据流

打印流：实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出；

打印流：PrintStream 和 PrintWriter；

• 提供了一系列重载的 print() 和 println() 方法，用于多种数据类型的输出。
• PrintStream 和 PrintWriter 的 输 出 不 会 抛 出IOException 异常。
• PrintStream 和 PrintWriter 有自动 flush 功能
• PrintStream 打印的所有字符都使用平台的默认

字符编码转换为字节。在需要写入字符而不是写入字节的情况下，应该使用 PrintWriter 类。

• System.out 返回的是 PrintStream 的实例。

数据流：为了方便地操作 Java 语言的基本数据类型和 String 的数据，可以使用数据流。
数据流有两个类：( 用于读取和写出基本数据类型、String 类的数据）

• DataInputStream 和 DataOutputStream
• 分 别“ 套 接” 在 InputStream 和 OutputStream子类的流上。

DataInputStream 中的方法：

• boolean readBoolean()
• byte readByte()
• char readChar()
• float readFloat()
• double readDouble()
• short readShort()
• long readLong()
• int readInt()
• String readUTF()
• void readFully(byte[s] b

将上述的方法的 read 改为相应的 write 即可。

（1）打印流：PrintStream 和 PrintWriter。提供了一系列重载的 print() 和 println()

（2）数据流：

• DataInputStream 和 DataOutputStream
• 作用：用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串。

案例：

（1）打印流

    @Test
    public void test()
        PrintStream ps = null;
        try 
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello3.txt"));
            // 创建打印输出流，设置为自动刷新模式（写入换行符或字节‘\\n’时都会刷新输出缓冲区
            ps = new PrintStream(fos,true);
            if (ps != null)
                System.out.println(ps);
            

            for (int i = 0; i <= 255; i++) 
                System.out.println((char)i);
                if (i % 50 == 0)
                    System.out.println();
                
            
        catch (FileNotFoundException e)
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (ps != null)
                ps.close();
            
        
    

（2）DataInputStream和DataOutputStream

    @Test
    public void test2()
        DataOutputStream dos = null;
        try 
            dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello3.txt"));
            dos.writeUTF("商大");
            dos.flush();// 刷新操作，将内存中的数据写入文件
            dos.writeInt(23);
            dos.writeBoolean(true);
            dos.flush();
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (dos != null)
                try 
                    dos.close();
                 catch (IOException e) 
                    e.printStackTrace();
                
            
        
    

    /**
     * // 将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中，保存在
     * 变量中。
     * // 注意点：读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时，保存的
     * 数据的顺序一致！
     */
    @Test
    public void test3()
        DataInputStream dis = null;
        try 
            dis = new DataInputStream(new FileInputStream("E:\\\\work_space\\\\IOStream\\\\fileFolder\\\\hello3.txt"));
            String name = dis.readUTF();
            int age = dis.readInt();
            boolean isMale = dis.readBoolean();
            System.out.println("name = " + name);
            System.out.println("age = " + age);
            System.out.println("isMale = " + isMale);
            dis.close();
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        

    

2.7 对象流

2.7.1 对象序列化机制的理解

ObjectInputStream 和 OjbectOutputSteam。用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把 Java 中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。

序列化：用 ObjectOutputStream 类保存基本类型数据或对象的机制。
反序列化：用 ObjectInputStream 类读取基本类型数据或对象的机制。

ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 不能序列化 static 和 transient修饰的成员变量。
对象序列化机制允许把内存中的 Java 对象转换成平台无关的二进制流，从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上，或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。当其它程序获取了这种二进制流，就可以恢复成原来的 Java 对象。

序列化的好处在于可将任何实现了 Serializable 接口的对象转化为字节数据，使其在保存和传输时可被还原。

序列化是 RMI（Remote Method Invoke - 远程方法调用）过程的参数和返回值都必须实现的机制，而 RMI 是 JavaEE 的基础。因此序列化机制是 JavaEE 平台的基础。

如果需要让某个对象支持序列化机制，则必须让对象所属的类及其属性是可序列化的，为了让某个类是可序列化的，该类必须实现如下两个接口之一。否则，会抛出 NotSerializableException 异常。

• Serializable
• Externalizable

2.7.2 对象流序列化与反序列化字符串

对象流的使用：

1. ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream
2.  作用：用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把 Java 中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。

    /**
     * 序列化过程：将内存中的 java 对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
     *              使用 ObjectOutputStream 实现
     */
    @Test
    public void test1()
        ObjectOutputStream oos = null;

        try 
            // 创建流
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            // 创建对象
            oos.writeObject(new String("五菱宏光"));
            // 刷新
            oos.flush();
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (oos != null)
                try 
                    oos.close();
                 catch (IOException e) 
                    e.printStackTrace();
                
            
        
    

    /**
     * 反序列化：将磁盘文件中的对象还原为内存中的一个 java 对象 
     *           使用 ObjectInputStream 来实现
     */
    @Test
    public void test2()
        ObjectInputStream ois = null;
        try
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));
            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String)obj;
            System.out.println(str);
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (ClassNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (ois != null)
                try 
                    ois.close();
                 catch (IOException e) 
                    e.printStackTrace();
                
            
        
    

2.7.3 自定义类实现序列化与反序列化操作

若某个类实现了 Serializable 接口，该类的对象就是可序列化的：

• 创建一个 ObjectOutputStream。
• 调用 ObjectOutputStream 对象的 writeObject( 对象 )方法输出可序列化对象。
• 注意写出一次，操作 flush() 一次。

反序列化

• 创建一个 ObjectInputStream 对象调用 readObject()方法读取流中的对象。

强调：如果某个类的属性不是基本数据类型或 String类型，而是另一个引用类型，那么这个引用类型必须是可序列化的，否则拥有该类型的 Field 的类也不能序列化。

对象流的使用：
（1）ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream。
（2）作用：用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把 Java 中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。
（3）要想一个 java 对象是可序列化的，需要满足相应的要求。见 Person.java。
（4）序列化机制：
        对象序列化机制允许把内存中的 Java 对象转换成平台无关的二进制流，从而允许把这种。
        二进制流持久地保存在磁盘上，或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。
        当其它程序获取了这种二进制流，就可以恢复成原来的 Java 对象。

案例

/**
 * @author wushaopei
 * @create 2022-07-07 21:58
 */
public class Person implements Serializable 

    public static final long serialVersionUID = 475463534532L;
    private String name;
    private int age;
    public Person() 
    
    public Person(String name, int age) 
        this.name = name;
        this.age = age;
    
    @Override
    public String toString() 
        return "Person" + "name='" + name + '\\'' + ", age=" +
                age + '';
    
    public String getName() 
        return name;
    
    public void setName(String name) 
        this.name = name;
    
    public int getAge() 
        return age;
    
    public void setAge(int age) 
        this.age = age;
    

序列化与反序列化

package com.io.file;

import com.io.file.entity.Person;
import org.junit.Test;

import java.io.*;

/**
 * @author wushaopei
 * @create 2022-07-07 21:59
 */
public class ObjectTest 

    @Test
    public void serial()
        ObjectOutputStream oos = null;
        try 
            // 创建流
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            // 创建对象
            oos.writeObject(new String("创建新对象"));
            // 刷新
            oos.flush();
            // 继续写
            oos.writeObject(new Person("java",44));
            oos.flush();
        catch (IOException e)
            e.printStackTrace();
        finally 
            if (oos != null)
                try 
                    oos.close();
                 catch (IOException e) 
                    e.printStackTrace();
                
            
        
    

    @Test
    public void deserial()
        ObjectInputStream ois = null;
        try 
            // 创建流
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));
            Object o = ois.readObject();
            String s = (String)o;
            Person p = (Person) ois.readObject();
            System.out.println(s);
            System.out.println(p);
        catch (IOException e)
            e.printStackTrace();
         catch (ClassNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         finally 
            if (ois != null)
                try 
                    ois.close();
                catch (IOException e)
                    e.printStackTrace();
                
            
        
    

2.7.4 serialVersionUID 的理解

凡是实现 Serializable 接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量：

• private static final long serialVersionUID；
• serialVersionUID 用来表明类的不同版本间的兼容性。简言之，其目的是以序列化对象进行版本控制，有关各版本反序列化时是否兼容。
• 如果类没有显示定义这个静态常量，它的值是Java 运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的实例变量做了修改，serialVersionUID 可能发生变化。故建议，显式声明。

        简单来说，Java 的序列化机制是通过在运行时判断类的 serialVersionUID 来验证版本一致性的。在进行反序列化时，JVM 会把传来的字节流中的 serialVersionUID 与本地相应实体类的 serialVersionUID 进行比较，如果相同就认为是一致的，可以进行反序列化，否则就会出现序列
化版本不一致的异常。(InvalidCastException)

Person 需要满足如下的要求，方可序列化：

1.  需要实现接口：Serializable；
2.  当前类提供一个全局常量：serialVersionUID；
3.  除了当前 Person 类需要实现 Serializable 接口之外，还必须保证其内部所有属性。

        也必须是可序列化的。（默认情况下，基本数据类型可序列化）

public static final long serialVersionUID = 475463534532L;

2.7.5 随机存取文件流

RandomAccessFile 声明在 java.io 包下，但直接继承于 java.lang.Object 类。 并 且 它 实 现 了 DataInput、DataOutput 这两个接口，也就意味着这个类既可以读也可以写。

RandomAccessFile 类支持“随机访问” 的方式，程序可以直接跳到文件的任意地方来读、写文件：
·支持只访问文件的部分内容·可以向已存在的文件后追加内容RandomAccessFile 对象包含一个记录指针，用以标示当前读写处的位置。RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针：

• long getFilePointer()：获取文件记录指针的当前位置。
• void seek(long pos)：将文件记录指针定位到 pos 位置。

构造器：

• public RandomAccessFile(Filefile, Stringmode)
• public RandomAccessFile(Stringname, Stringmode)

创建 RandomAccessFile 类实例需要指定一个 mode 参数，
该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式：

• r : 以只读方式打开
• rw：打开以便读取和写入
• rwd: 打开以便读取和写入；同步文件内容的更新
• rws: 打开以便读取和写入；同步文件内容和元数据

的更新。
如果模式为只读 r。则不会创建文件，而是会去读取一个
已经存在的文件，如果读取的文件不存在则会出现异常。
如果模式为 rw 读写。如果文件不存在则会去创建文件，
如果存在则不会创建。

2.8.1 RandomAccessFile 实现数据的读写操作

RandomAccessFile 的使用：

1. RandomAccessFile 直 接 继 承 于 java.lang.Object 类， 实 现 了 DataInput和 DataOutput 接口。
2. RandomAccessFile 既可以作为一个输入流，又可以作为一个输出流。
3.  如果 RandomAccessFile 作为输出流时，写出到的文件如果不存在，则在执行过程中自动创建。如果写出到的文件存在，则会对原有文件内容进行覆盖。（默认情况下，从头覆盖）
4. 可以通过相关的操作，实现 RandomAccessFile“插入”数据的效果。

案例：

demo1--读取图片

        RandomAccessFile raf1 = null;
        RandomAccessFile raf2 = null;
        try 
            raf1 = new RandomAccessFile(new File("xx.jpg"), "r");
                    raf2 = new RandomAccessFile(new File("xx.jpg"), "rw");
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = raf1.read(buffer)) != -1) 
                raf2.write(buffer, 0, len);
            
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
         finally 
            if (raf1 != null) 
                try
                    raf1.close();
                 catch (IOException e) 
                    e.printStackTrace();
                
            
            if (raf2 != null) 
                try
                    raf2.close();
                 catch (IOException e) 
                    e.printStackTrace();
                
            
        

demo2-读取txt文件

RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt", "rw");
raf1.write("xyz".getBytes());
raf1.close();

demo3-插入数据

    @Test
    public void test3() throws IOException 
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt", "rw");
        raf1.seek(3); // 将指针调到角标为 3 的位置
        // 保存指针 3 后面的所有数据到 StringBuilder 中
        StringBuilder builder = new StringBuilder((int) new File("hello.txt").length());
        byte[] buffer = new byte[20];
        int len;
        while ((len = raf1.read(buffer)) != -1) 
            builder.append(new String(buffer, 0, len));
        
        // 调回指针，写入“xyz”
        raf1.seek(3);
        raf1.write("xyz".getBytes());
        // 将 StringBuilder 中的数据写入到文件中
        raf1.write(builder.toString().getBytes());
        raf1.close();
        // 思考：将 StringBuilder 替换为 ByteArrayOutputStream
    

2.9.1 NIO.2中Path、Paths、Files类的使用

Java NIO (New IO，Non-Blocking IO) 是 从 Java 1.4版本开始引入的一套新的 IO API，可以替代标准的 JavaIO API。NIO 与原来的 IO 有同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO 支持面向缓冲区的 (IO 是面向流的 )、基于通道的 IO 操作。NIO 将以更加高效的方式进行文件的读写操作。
Java API 中提供了两套 NIO，一套是针对标准输入输出 NIO，另一套就是网络编程 NIO。

随着 JDK 7 的发布，Java 对 NIO 进行了极大的扩展，增强了对文件处理和文件系统特性的支持，以至于我们称他们为 NIO.2。因为 NIO 提供的一些功能，NIO 已经成为文件处理中越来越重要的部分。
早期的 Java 只提供了一个 File 类来访问文件系统，但File 类的功能比较有限，所提供的方法性能也不高。而且，大多数方法在出错时仅返回失败，并不会提供异常信息。
NIO. 2 为了弥补这种不足，引入了 Path 接口，代表一个平台无关的平台路径，描述了目录结构中文件的位置。Path 可以看成是 File 类的升级版本，实际引用的资源也可以不存在。

（1）Path接口

• String toString()：返回调用 Path 对象的字符串表示形式；
• boolean startsWith(String path)： 判断是否以 path 路径开始；
• boolean endsWith(String path)：判断是否以 path 路径结束；
• boolean isAbsolute()：判断是否是绝对路径；
• Path getParent()：返回 Path 对象包含整个路径，不包含 Path 对象指定的文件路径；
• Path getRoot()：返回调用 Path 对象的根路径；
• Path getFileName()：返回与调用 Path 对象关联的文件名；
• intgetNameCount()：返回 Path 根目录后面元素的数量；
• Path getName(int idx)：返回指定索引位置 idx 的路径名称；
• Path toAbsolutePath()：作为绝对路径返回调用 Path 对象；
• Path resolve(Path p)：合并两个路径， 返回台并后的路径对应的 Path 对象；
• File toFile()：将 Path 转化为 File 类的对象。

（2）Files类

 Files 常用方法：用于判断

Files 常用方法：用于判断

• boolean exist(Path path, LinkOption .. opts)：判断文件是否存在
• boolean isDirectory(Path path, LinkOption .. opts)：判断是否是目录
• boolean isRegularFile(Path path, LinkOption .. opts)：判断是否是文件
• boolean isHidden(Path path)：判断是否是隐藏文件
• boolean isReadable(Path path)：判断文件是否可读
• boolean isWritable(Path path)：判断文件是否可写
• boolean notExists(Path path, LinkOption .. opts)：判断文件是否不存在

Files 常用方法 : 用于操作内容

• SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption..how)：获取与指定文件的连接，how 指定打开方式。
• DirectoryStream<Path> newDirectoryStream(Path path)：打开 path 指定的目录。
• InputStream newlnputStream(Path path, OpenOption..how)：获取InputStream 对象。
• OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOptin...how)：获取OutputStream 对象。

javano.file.Files 用于操作文件或目录的工具类。
Files 常用方法：

• Path copy(Path src, Path dest, CopyOption ... how)：文件的复制；
• Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> .... attr)：创建一个目录；
• Path createFile(Path path, FileAttribute<?> ... arr)：创建一一个文件；
• void delete(Path path)：删除一个文件 / 目录，如果不存在，执行报错；
• void deletelfExists(Path path)：Path 对应的文件 / 月录如果存在，执行删除；
• Path move(Path sre, Path dest, CopyOption.. .how)：将 src 移动到 dest 位置；
• long size(Path path)：返回 path 指定文件的大小。