• JavaIO流04：对象流、随机存取文件流（RandomAccessFile类）

    一、对象流

    • ObjecInputStream 和 ObjectOutputStream
      • 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。

    对象的序列化

    • 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出到另一个网络节点。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
      • Externalizcble
    • 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。
      • 如果类没有显式定义这个静态变量，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。（InvalidClassException）

    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出到另一个网络节点。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。

    public class ObjectInputOutputStreamTest {
    /*
    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 testObjectOutputStreamtest() {

        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));

            oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));
            oos.flush(); //刷新操作

            oos.writeObject(new Person("刘德华", 23));
            oos.flush();

            oos.writeObject(new Person("张学友", 18, 1001, new Account(5000)));
            oos.flush();

        } 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java对象。
    使用ObjectInputStream实现
     */
    @Test
    public void testObjectInputStreamTest() {

        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String) obj;

            Person p1 = (Person) ois.readObject();
            Person p2 = (Person) ois.readObject();

            System.out.println(str); //我爱北京天安门
            System.out.println(p1); //Person{name='刘德华', age=23, id=0, acct=null}
            System.out.println(p2); //Person{name='张学友', age=18, id=0, acct=Account{balance=5000.0}}
            //因为id是static修饰的成员变量，所以不能进行序列化

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ois != null) {
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

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    Preson类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，还必须保证其内部的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）

    补充：ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量。

    public class Person implements Serializable {

    public static final long serialVersionUID = 4787639798979L;

    private String name;
    private int age;
    private static int id;
    private Account acct;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Person(String name, int age, int id) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
    }

    public Person(String name, int age, int id, Account acct) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
        this.acct = acct;
    }

    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;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public Account getAcct() {
        return acct;
    }

    public void setAcct(Account acct) {
        this.acct = acct;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", id=" + id +
                ", acct=" + acct +
                '}';
    }
}

class Account implements Serializable {

    public static final long serialVersionUID = 982348762387L;

    private double balance;

    public Account() {
    }

    public Account(double balance) {
        this.balance = balance;
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public void setBalance(double balance) {
        this.balance = balance;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Account{" +
                "balance=" + balance +
                '}';
    }
}

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    二、RandomAccessFile类

    • 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类对象包含一个记录指针，用以标识当前读写处的位置。
      RandomAccessFile类对象可以自由移动记录指针：
      • ==long getFilePointer()：==获取文件
      • ==void seek(long pos)：==获取文件
    • 构造器：
      • public RandomAccessFile(File file, String mode)
      • public RandomAccessFile(String name, String mode)
    • 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：以只读模式打开
      • 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：打开一边读取和写入；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。
    • 我们可以用RandomAccessFile这个类，来实现一个多线程断点下载的功能。用过下载工具的朋友们都知道，下载前都会建立两个临时文件，一个是与被下载文件大小相同的空文件，另一个是记录文件指针的位置文件。每次暂停的时候，都会保存上一次的指针，然后断点下载的时候，会继续从上一次的地方下载，从而实现断点下载或上传的功能。

    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.RandomAccessFile作为输出流时：
      如果写出到的文件不存在，则在执行过程中自动创建；
      如果写出到的文件已存在，则会对原有文件内容进行覆盖。（默认情况下，从头开始覆盖）
    4.可以通过相关的操作，实现RandomAccessFile“插入”数据的效果。

    public class RandomAccessFileTest {

	//读取数据
    @Test
    public void test1() {

        RandomAccessFile raf1 = null;
        RandomAccessFile raf2 = null;
        try {
            //1.造流
            raf1 = new RandomAccessFile(new File("2022.06.25.jpg"), "r");
            raf2 = new RandomAccessFile(new File("2022.06.25-random.jpg"), "rw");
            //2.读写过程
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = raf1.read(buffer)) != -1) {
                raf2.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //3.关闭流
            if (raf1 != null) {
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (raf2 != null) {
                try {
                    raf2.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

	//写入数据
    @Test
    public void test2() {

        RandomAccessFile raf1 = null;
        try {
            raf1 = new RandomAccessFile(new File("hello.txt"), "rw");

            raf1.seek(3); //将指针调到角标为3的位置
            raf1.write("xyz".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (raf1 != null) {
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    使用RandomAccessFile实现数据的插入效果
     */
    @Test
    public void test3() {

        RandomAccessFile raf1 = null;
        try {
            raf1 = new RandomAccessFile(new File("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());

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (raf1 != null) {
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    //将StringBuilder替换为ByteArrayOutputStream
    @Test
    public void test4() {

        RandomAccessFile raf1 = null;
        try {
            raf1 = new RandomAccessFile(new File("hello.txt"), "rw");

            raf1.seek(3); //将指针调到角标为3的位置

            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] buffer = new byte[10];
            int len;
            while ((len = raf1.read(buffer)) != -1) {
                baos.write(buffer, 0, len);
            }

            //调回指针，写入“xyz”
            raf1.seek(3);
            raf1.write("xyz".getBytes());
            raf1.write(baos.toString().getBytes());

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (raf1 != null) {
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

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    三、NIO.2中Path、Paths、Files类的使用（了解）

    Java NIO 概述

    • Java NIO（New IO，Non-Blocking IO）是从Java1.4版本开始引入的一套新的IO API，可以替代标准的Java IO 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。
      • java.nio.channels.Channel
        • FileChannel：处理本地文件
        • SocketChannel：TCP网络编程的客户端的Channel
        • ServerSocketChannel：TCP网络编程的服务器端的Channel
        • DataGramChannel：UDP网络编程中发送端和接收端的Channel

    NIO.2

    • 随着jdk7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，以至于我们称它们为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。

    Path、Paths和Files核心API

    • 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，并不能提供异常信息。
    • 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。
    • 在以前IO操作都是这样写的：
      import java.io.File;
      File file = new File(“index.html”);
    • 但在Java7中，我们可以这样写：
      import java.nio.file.Path;
      import java.nio.file.Paths;
      Path path = Paths.get(“index.html”);
    • 同时，NIO.2在java.nio.file包下还提供了Files、Paths工具类，Files包含了大量静态的工具方法来操作文件；Paths则包含了两个返回Path的静态工厂方法。
    • Paths类提供的静态get()方法用来获取Path对象：
      • static Path get(String first, String … more)：用于将多个字符串串连成路径
      • static Path get(URI uri)：返回指定uri对应的Path路径

    Path常用方法

    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
    int getNameCount()：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，返回合并后的路径对应的Path对象
    File toFile()：将Path转化为File类的对象

    Files类

    • java.nio.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 deleteIfExists(Path path)：Path对应的文件/目录如果存在，执行删除
      Path move(Path src, 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
    • Files常用方法：用于判断
      boolean exists(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)：判断文件是否科协
      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指定打开方法
      DirectoryStream newDirectoryStream(Path path)：打开path指定的目录
      InputStream newInputStream(Path path, OpenOption … how)：获取InputStream对象
      OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption … how)：获取OutputStream对象
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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_61467488/article/details/126323958