Java IO流

Java IO流
一 IO概述

1.1 什么是IO#

我们把这种数据的传输，可以看做是一种数据的流动，按照流动的方向，以内存为基准，分为输入input 和输出output ，即流向内存是输入流，流出内存的输出流。

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。

1.2 顶级父类们#

输入流 输出流
字节流 字节输入流
InputStream 字节输出流
OutputStream
字符流 字符输入流
Reader 字符输出流
Writer

第二章字节流

2.1 一切皆为字节#

一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时，都是以二进制数字的形式保存，都一个一个的字节，那么传输时一样如此。所以，字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候，我们要时刻明确，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 字节输出流【OutputStream】#

java.io.OutputStream抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。
- public 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 void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
- public void write(byte[] b)：将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。
- public void write(byte[] b, int off, int len) ：从指定的字节数组写入 len字节，从偏移量 off开始输出到此输出流。
- public abstract void write(int b) ：将指定的字节输出流。
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。

2.3 FileOutputStream类#

OutputStream有很多子类，我们从最简单的一个子类开始。

java.io.FileOutputStream类是文件输出流，用于将数据写出到文件。

构造方法#
- public FileOutputStream(File file)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
- public FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入文件。
当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有这个文件，会创建该文件。如果有这个文件，会清空这个文件的数据。
- 构造举例，代码如下：
```
public class FileOutputStreamConstructor throws IOException {
    public static void main(String[] args) {
   	 	// 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.txt");
    }
}
```
写出数据#
- 写出指定长度字节数组：write(byte[] b, int off, int len) ,每次写出从off索引开始，len个字节，代码使用演示：
```
public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
      	// 字符串转换为字节数组
      	byte[] b = "abcde".getBytes();
		// 写出从索引2开始，2个字节。索引2是c，两个字节，也就是cd。
        fos.write(b,2,2);
      	// 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果：
cd
```
数据追加续写#

经过以上的演示，每次程序运行，创建输出流对象，都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据，还能继续添加新数据呢？
- public FileOutputStream(File file, boolean append)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
- public FileOutputStream(String name, boolean append)：创建文件输出流以指定的名称写入文件。
这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，true 表示追加数据，false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象，就可以指定是否追加续写了，代码使用演示：
```
public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"，true);     
      	// 字符串转换为字节数组
      	byte[] b = "abcde".getBytes();
      	// 汉字在UTF-8 编码中占3字节
		// 写出从索引2开始，2个字节。索引2是c，两个字节，也就是cd。
        fos.write(b);
      	// 关闭资源
        fos.close();
    }
}
文件操作前：cd
文件操作后：cdabcde
```
- 回车符\r和换行符\n ：
  回车符：回到一行的开头（return）。
  换行符：下一行（newline）。
- 系统中的换行：
  Windows系统里，每行结尾是 回车+换行 ，即\r\n；
  Unix系统里，每行结尾只有 换行 ，即\n；
  Mac系统里，每行结尾是 回车 ，即\r。从 Mac OS X开始与Linux统一。
2.4 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。

2.5 FileInputStream类#

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 。

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，提升为int类型，读取到文件末尾，返回-1
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，读取到末尾时，返回-1
练习: 文档复制#
```
public class IOTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 2. 将snow.txt 复制到D:/user/document/snow.txt
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:/user/desktop/snow.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:/user/documents/snow.txt");
        byte[] buf = new byte[12];
        int len = 0;
        // 将流中数据读入buf中
        fis.read(buf);
		
        // 若流中数据 > buf 长度, 则需要分几次通过uf读写
        // 则需要使用while
        while((len = fis.read(buf)) != -1){
            fos.write(buf,0,len);
        }
 
        fos.write(buf);
        fos.close();
        fis.close();
    }
}
```
小贴士：

流的关闭原则：先开后关，后开先关。

第三章字符流

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。

3.1 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。
3.2 FileReader类#

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UTF-8
2. 字节缓冲区：一个字节数组，用来临时存储字节数据。
3.3 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。
- void write(int c) 写入单个字符。
- void write(char[] cbuf)写入字符数组。
- abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)写入字符数组的某一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数。
- void write(String str)写入字符串。
- void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。
- void flush()刷新该流的缓冲。
- void close() 关闭此流，但要先刷新它。
3.4 FileWriter类#

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。

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：
```
public class FWWrite {
    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");     
      	// 写出数据
      	fw.write(97); // 写出第1个字符
      	fw.write('b'); // 写出第2个字符
      	fw.write('C'); // 写出第3个字符
      	fw.write(30000); // 写出第4个字符，中文编码表中30000对应一个汉字。
      
      	/*
        【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。
      	 如果不关闭,数据只是保存到缓冲区，并未保存到文件。
        */
        // fw.close();
    }
}
输出结果：
abC田
```
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: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。
代码使用演示：
```
public class FWWrite {
    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");
        // 写出数据，通过flush
        fw.write('刷'); // 写出第1个字符
        fw.flush();
        fw.write('新'); // 继续写出第2个字符，写出成功
        fw.flush();
      
      	// 写出数据，通过close
        fw.write('关'); // 写出第1个字符
        fw.close();
        fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
        fw.close();
    }
}
```
Test: 复制中文txt#
```
public class IOTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 3.  使用FileReader 和 FileWriter 将snow.txt 复制到D:/user/document/snow.txt
        FileReader fis = new FileReader("D:/user/desktop/snow.txt");
        FileWriter fos = new FileWriter("D:/user/documents/snow.txt");
        // java中char 为两字节, 而在unicode 字符集中,汉字也是两字节,则一个char可以存储一个汉字
        char[] cbuf = new char[10];
        int len = 0;
 
        // 将流中数据读入buf中
        while((len = fis.read(cbuf)) != -1){
            fos.write(cbuf,0,len);
        }
        fos.flush();
        fos.close();
        fis.close();
    }
}
```
第四章 IO异常的处理

JDK7前处理#

之前的入门练习，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：
```
public class HandleException1 {
    public static void main(String[] args) {
      	// 声明变量
        FileWriter fw = null;
        try {
            //创建流对象
            fw = new FileWriter("fw.txt");
            // 写出数据
            fw.write("黑马程序员"); //黑马程序员
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (fw != null) {
                    fw.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
```
JDK9的改进(扩展知识点了解内容)#

JDK9中try-with-resource 的改进，对于引入对象的方式，支持的更加简洁。被引入的对象，同样可以自动关闭，无需手动close，我们来了解一下格式。

改进前格式：
```
// 被final修饰的对象
final Resource resource1 = new Resource("resource1");
// 普通对象
Resource resource2 = new Resource("resource2");
// 引入方式：创建新的变量保存
try (Resource r1 = resource1;
     Resource r2 = resource2) {
     // 使用对象
}
```
改进后格式：
```
// 被final修饰的对象
final Resource resource1 = new Resource("resource1");
// 普通对象
Resource resource2 = new Resource("resource2");
 
// 引入方式：直接引入
try (resource1; resource2) {
     // 使用对象
}
```
改进后，代码使用演示：
```
public class TryDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
       	// 创建流对象
        final  FileReader fr  = new FileReader("in.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter("out.txt");
       	// 引入到try中
        try (fr; fw) {
          	// 定义变量
            int b;
          	// 读取数据
          	while ((b = fr.read())!=-1) {
            	// 写出数据
            	fw.write(b);
          	}
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
```
相关阅读:
电力巡检/电力抢修行业解决方案：AI+视频技术助力解决巡检监管难题
 基于Mybatis-Plus实现Geometry字段在PostGis空间数据库中的使用
 宇宙IDE插件vsix安装小技巧
 一文聊透 Netty 核心引擎 Reactor 的运转架构
 【2205.05740v2】Surface Representation for Point Clouds
【UVA 101】区块世界 The Blocks Problem or【POJ No.1208】
【Leetcode】134.加油站
 javaWeb-HTML
操作系统——输入/输出（I/O）管理
 训练人工智能机器人的软实力
原文地址：https://blog.csdn.net/guanshengg/article/details/126279069

	输入流	输出流
字节流	字节输入流 InputStream	字节输出流 OutputStream
字符流	字符输入流 Reader	字符输出流 Writer

一 IO概述

1.1 什么是IO#

1.2 顶级父类们#

第二章 字节流

2.1 一切皆为字节#

2.2 字节输出流【OutputStream】#

2.3 FileOutputStream类#

构造方法#

写出数据#

数据追加续写#

2.4 字节输入流【InputStream】#

2.5 FileInputStream类#

构造方法#

读取字节数据#

练习: 文档复制#

第三章 字符流

3.1 字符输入流【Reader】#

3.2 FileReader类#

3.3 字符输出流【Writer】#

3.4 FileWriter类#

基本写出数据#

关闭和刷新#

Test: 复制中文txt#

第四章 IO异常的处理

JDK7前处理#

JDK9的改进(扩展知识点了解内容)#

第二章字节流

第三章字符流