IO流你了解多少
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1 初始IO
IO，即in和out，也就是输入和输出，指应用程序和外部设备之间的数据传递，常见的外部设备包括文件、管道、网络连接。
Java 中是通过流处理IO 的，那么什么是流？
流（Stream），是一个抽象的概念，是指一连串的数据（字符或字节），是以先进先出的方式发送信息的通道。
当程序需要读取数据的时候，就会开启一个通向数据源的流，这个数据源可以是文件，内存，或是网络连接。类似的，当程序需要写入数据的时候，就会开启一个通向目的地的流。这时候你就可以想象数据好像在这其中“流”动一样。
一般来说关于流的特性有下面几点：
- 先进先出：最先写入输出流的数据最先被输入流读取到。
- 顺序存取：可以一个接一个地往流中写入一串字节，读出时也将按写入顺序读取一串字节，不能随机访问中间的数据。（
RandomAccessFile除外） - 只读或只写：每个流只能是输入流或输出流的一种，不能同时具备两个功能，输入流只能进行读操作，对输出流只能进行写操作。在一个数据传输通道中，如果既要写入数据，又要读取数据，则要分别提供两个流。
1.1 为什么要学习IO流
- 通过变量,数组,或者集合存储数据
- 都是不能永久化存储 , 因为数据都是存储在内存中
- 只要代码运行结束，所有数据都会丢失
- 使用IO流
- 1，将数据写到文件中，实现数据永久化存储
- 2，把文件中的数据读取到内存中(Java程序)
1.2 什么是IO流
- I 表示intput ，是数据从硬盘进内存的过程，称之为读。
- O 表示output ，是数据从内存到硬盘的过程。称之为写
- IO的数据传输，可以看做是一种数据的流动，按照流动的方向，以内存为参照物，进行读写操作
- 简单来说：内存在读，内存在写
1.3 IO流的分类
- 按照流向区分
- 输入流 : 用来读取数据
- 输出流 : 用来写入数据
- 按照类型区分
- 字节流
- 字符流
- 注意 :
- 字节流可以操作任意文件
- 字符流只能操作纯文本文件
- 用windows记事本打开能读的懂，那么这样的文件就是纯文本文件。
1、输入流与输出流
输入与输出是相对于应用程序而言的，比如文件读写，读取文件是输入流，写文件是输出流，这点很容易搞反。
2、字节流与字符流
字节流和字符流的用法几乎完成全一样，区别在于字节流和字符流所操作的数据单元不同，字节流操作的单元是数据单元是8位的字节，字符流操作的是数据单元为16位的字符。
为什么要有字符流？
Java中字符是采用Unicode标准，Unicode 编码中，一个英文字母或一个中文汉字为两个字节。
而在UTF-8编码中，一个中文字符是3个字节。例如下面图中，“云深不知处”5个中文对应的是15个字节：-28-70-111-26-73-79-28-72-115-25-97-91-27-92-124
那么问题来了，如果使用字节流处理中文，如果一次读写一个字符对应的字节数就不会有问题，一旦将一个字符对应的字节分裂开来，就会出现乱码了。为了更方便地处理中文这些字符，Java就推出了字符流。
字节流和字符流的其他区别：
字节流一般用来处理图像、视频、音频、PPT、Word等类型的文件。字符流一般用于处理纯文本类型的文件，如TXT文件等，但不能处理图像视频等非文本文件。用一句话说就是：字节流可以处理一切文件，而字符流只能处理纯文本文件。
字节流本身没有缓冲区，缓冲字节流相对于字节流，效率提升非常高。而字符流本身就带有缓冲区，缓冲字符流相对于字符流效率提升就不是那么大了。
3、节点流和处理流
节点流：直接操作数据读写的流类，比如FileInputStream
处理流：对一个已存在的流的链接和封装，通过对数据进行处理为程序提供功能强大、灵活的读写功能，例如BufferedInputStream（缓冲字节流）
处理流和节点流应用了Java的装饰者设计模式。
下图就很形象地描绘了节点流和处理流，处理流是对节点流的封装，最终的数据处理还是由节点流完成的。
在诸多处理流中，有一个非常重要，那就是缓冲流。
我们知道，程序与磁盘的交互相对于内存运算是很慢的，容易成为程序的性能瓶颈。减少程序与磁盘的交互，是提升程序效率一种有效手段。缓冲流，就应用这种思路：普通流每次读写一个字节，而缓冲流在内存中设置一个缓存区，缓冲区先存储足够的待操作数据后，再与内存或磁盘进行交互。这样，在总数据量不变的情况下，通过提高每次交互的数据量，减少了交互次数。
2 字节流输出流
InputStream类有很多的实现子类，下面列举了一些比较常用的：
2.1 字节输出流入门
-
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
-
字节输出流
OutputStream主要方法：- write(byte[] b) ：将 b.length 个字节从指定 byte 数组写入此文件输出流中。
- write(byte[] b, int off, int len) ：将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此文件输出流。
- write(int b) ：将指定字节写入此文件输出流。
- close() ：关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。
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"); } } -
字节输出流写数据快速入门
- 创建字节输出流对象。
- 写数据
- 释放资源
package com.itheima.outputstream_demo; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; /* 字节输出流写数据快速入门 : 1 创建字节输出流对象。 2 写数据 3 释放资源 */ public class OutputStreamDemo1 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建字节输出流对象 // 如果指定的文件不存在 , 会自动创建文件 // 如果文件存在 , 会把文件中的内容清空 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day11_demo\\a.txt"); // 写数据 // 写到文件中就是以字节形式存在的 // 只是文件帮我们把字节翻译成了对应的字符 , 方便查看 fos.write(97); fos.write(98); fos.write(99); // 释放资源 // while(true){} // 断开流与文件中间的关系 fos.close(); } }
2.2 字节输出流写数据的方法
-
字节流写数据的方法
- 1 void write(int b) 一次写一个字节数据
- 2 void write(byte[] b) 一次写一个字节数组数据
- 3 void write(byte[] b, int off, int len) 一次写一个字节数组的部分数据
package com.itheima.outputstream_demo; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; /* 字节流写数据的3种方式 1 void write(int b) 一次写一个字节数据 2 void write(byte[] b) 一次写一个字节数组数据 3 void write(byte[] b, int off, int len) 一次写一个字节数组的部分数据 */ public class OutputStreamDemo2 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建字节输出流对象 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day11_demo\\a.txt"); // 写数据 // 1 void write(int b) 一次写一个字节数据 fos.write(97); fos.write(98); fos.write(99); // 2 void write(byte[] b) 一次写一个字节数组数据 byte[] bys = {65, 66, 67, 68, 69}; fos.write(bys); // 3 void write(byte[] b, int off, int len) 一次写一个字节数组的部分数据 fos.write(bys, 0, 3); // 释放资源 fos.close(); } }
2.3 写数据的换行和追加写入
package com.itheima.outputstream_demo;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
/*
字节流写数据的换行和追加写入
1 字节流写数据如何实现换行呢？
写完数据后，加换行符
windows : \r\n
linux : \n
mac : \r
2 字节流写数据如何实现追加写入呢？
通过构造方法 : public FileOutputStream(String name，boolean append)
创建文件输出流以指定的名称写入文件。如果第二个参数为true ，不会清空文件里面的内容
*/
public class OutputStreamDemo3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建字节输出流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day11_demo\\a.txt");
// void write(int b) 一次写一个字节数据
fos.write(97);
// 因为字节流无法写入一个字符串 , 把字符串转成字节数组写入
fos.write("\r\n".getBytes());
fos.write(98);
fos.write("\r\n".getBytes());
fos.write(99);
fos.write("\r\n".getBytes());
// 释放资源
fos.close();
}
}
package com.itheima.outputstream_demo;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
/*
字节流写数据的换行和追加写入
1 字节流写数据如何实现换行呢？
写完数据后，加换行符
windows : \r\n
linux : \n
mac : \r
2 字节流写数据如何实现追加写入呢？
通过构造方法 : public FileOutputStream(String name，boolean append)
创建文件输出流以指定的名称写入文件。如果第二个参数为true ，不会清空文件里面的内容
*/
public class OutputStreamDemo3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建字节输出流对象
// 追加写数据
// 通过构造方法 : public FileOutputStream(String name，boolean append) : 追加写数据
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day11_demo\\a.txt" , true);
// void write(int b) 一次写一个字节数据
fos.write(97);
// 因为字节流无法写入一个字符串 , 把字符串转成字节数组写入
fos.write("\r\n".getBytes());
fos.write(98);
fos.write("\r\n".getBytes());
fos.write(99);
fos.write("\r\n".getBytes());
// 释放资源
fos.close();
}
// 写完数据换行操作
private static void method1() throws IOException {
// 创建字节输出流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day11_demo\\a.txt");
// void write(int b) 一次写一个字节数据
fos.write(97);
// 因为字节流无法写入一个字符串 , 把字符串转成字节数组写入
fos.write("\r\n".getBytes());
fos.write(98);
fos.write("\r\n".getBytes());
fos.write(99);
fos.write("\r\n".getBytes());
// 释放资源
fos.close();
}
}
3 字节输入流
3.1 字节输入流介绍
-
字节输入流类
- InputStream类 : 字节输入流最顶层的类 , 抽象类
— FileInputStream类 : FileInputStream extends InputStream
- InputStream类 : 字节输入流最顶层的类 , 抽象类
-
字节输入流
InputStream主要方法：- read() ：从此输入流中读取一个数据字节。
- read(byte[] b) ：从此输入流中将最多 b.length 个字节的数据读入一个 byte 数组中。
- read(byte[] b, int off, int len) ：从此输入流中将最多 len 个字节的数据读入一个 byte 数组中。
- close()：关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。
-
步骤
- 创建输入流对象
- 读数据
- 释放资源
-
package com.itheima.inputstream_demo; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; /* 字节输入流写数据快速入门 : 一次读一个字节 第一部分 : 字节输入流类 InputStream类 : 字节输入流最顶层的类 , 抽象类 --- FileInputStream类 : FileInputStream extends InputStream 第二部分 : 构造方法 public FileInputStream(File file) : 从file类型的路径中读取数据 public FileInputStream(String name) : 从字符串路径中读取数据 第三部分 : 字节输入流步骤 1 创建输入流对象 2 读数据 3 释放资源 */ public class FileInputStreamDemo1 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建字节输入流对象 // 读取的文件必须存在 , 不存在则报错 FileInputStream fis = new FileInputStream("day11_demo\\a.txt"); // 读数据 , 从文件中读到一个字节 // 返回的是一个int类型的字节 // 如果想看字符, 需要强转 int by = fis.read(); System.out.println((char) by); // 释放资源 fis.close(); } }
3.2 字节输入流读多个字节
package com.itheima.inputstream_demo;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
/*
字节输入流写数据快速入门 : 读多个字节
第一部分 : 字节输入流类
InputStream类 : 字节输入流最顶层的类 , 抽象类
--- FileInputStream类 : FileInputStream extends InputStream
第二部分 : 构造方法
public FileInputStream(File file) : 从file类型的路径中读取数据
public FileInputStream(String name) : 从字符串路径中读取数据
第三部分 : 字节输入流步骤
1 创建输入流对象
2 读数据
3 释放资源
*/
public class FileInputStreamDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建字节输入流对象
// 读取的文件必须存在 , 不存在则报错
FileInputStream fis = new FileInputStream("day11_demo\\a.txt");
// 读数据 , 从文件中读到一个字节
// 返回的是一个int类型的字节
// 如果想看字符, 需要强转
// int by = fis.read();
// System.out.println(by);
// by = fis.read();
// System.out.println(by);
// by = fis.read();
// System.out.println(by);
//
// by = fis.read();
// System.out.println(by);
// by = fis.read();
// System.out.println(by);
// by = fis.read();
// System.out.println(by);
// 循环改进
int by;// 记录每次读到的字节
while ((by = fis.read()) != -1) {
System.out.print((char) by);
}
// 释放资源
fis.close();
}
}
3.3 图片的拷贝
package com.itheima.inputstream_demo;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
/*
需求 : 把 "图片路径\xxx.jpg" 复制到当前模块下
分析：
复制文件，其实就把文件的内容从一个文件中读取出来(数据源)，然后写入到另一个文件中(目的地)
数据源：
xxx.jpg --- 读数据 --- FileInputStream
目的地：
模块名称\copy.jpg --- 写数据 --- FileOutputStream
*/
public class FileInputStreamDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建字节输入流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\传智播客\\安装包\\好看的图片\\liqin.jpg");
// 创建字节输出流
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day11_demo\\copy.jpg");
// 一次读写一个字节
int by;
while ((by = fis.read()) != -1) {
fos.write(by);
}
// 释放资源
fis.close();
fos.close();
}
}
3.4 异常的捕获处理
-
JDK7版本之前处理方式 : 手动释放资源
package com.itheima.inputstream_demo; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; /* 需求 : 对上一个赋值图片的代码进行使用捕获方式处理 */ public class FileInputStreamDemo4 { public static void main(String[] args) { FileInputStream fis = null ; FileOutputStream fos = null; try { // 创建字节输入流对象 fis = new FileInputStream("D:\\传智播客\\安装包\\好看的图片\\liqin.jpg"); // 创建字节输出流 fos = new FileOutputStream("day11_demo\\copy.jpg"); // 一次读写一个字节 int by; while ((by = fis.read()) != -1) { fos.write(by); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { // 释放资源 if(fis != null){ try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } // 释放资源 if(fos != null){ try { fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } } -
JDK7版本优化处理方式 : 自动释放资源
-
JDK7优化后可以使用 try-with-resource 语句 , 该语句确保了每个资源在语句结束时自动关闭。
简单理解 : 使用此语句,会自动释放资源 , 不需要自己在写finally代码块了 -
格式 :
格式 : try (创建流对象语句1 ; 创建流对象语句2 ...) { // 读写数据 } catch (IOException e) { 处理异常的代码... } 举例 : try ( FileInputStream fis1 = new FileInputStream("day11_demo\\a.txt") ; FileInputStream fis2 = new FileInputStream("day11_demo\\b.txt") ) { // 读写数据 } catch (IOException e) { 处理异常的代码... }
-
-
代码实践
package com.itheima.inputstream_demo; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; /* JDK7版本优化处理方式 需求 : 对上一个赋值图片的代码进行使用捕获方式处理 */ public class FileInputStreamDemo5 { public static void main(String[] args) { try ( // 创建字节输入流对象 FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\传智播客\\安装包\\好看的图片\\liqin.jpg"); // 创建字节输出流 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day11_demo\\copy.jpg") ) { // 一次读写一个字节 int by; while ((by = fis.read()) != -1) { fos.write(by); } // 释放资源 , 发现已经灰色 , 提示多余的代码 , 所以使用 try-with-resource 方式会自动关流 // fis.close(); // fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
3.4 字节输入流一次读一个字节数组
-
FileInputStream类 :
- public int read(byte[] b) : 从输入流读取最多b.length个字节的数据, 返回的是真实读到的数据个数
package com.itheima.inputstream_demo; import javax.sound.midi.Soundbank; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.IOException; /* FileInputStream类 : public int read(byte[] b)： 1 从输入流读取最多b.length个字节的数据 2 返回的是真实读到的数据个数 */ public class FileInputStreamDemo6 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建字节输入流对象 FileInputStream fis = new FileInputStream("day11_demo\\a.txt"); // public int read(byte[] b)： // 1 从输入流读取最多b.length个字节的数据 // 2 返回的是真实读到的数据个数 byte[] bys = new byte[3]; // int len = fis.read(bys); // System.out.println(len);// 3 // System.out.println(new String(bys));// abc // // len = fis.read(bys); // System.out.println(len);// 2 // System.out.println(new String(bys));// efc System.out.println("==========代码改进==============="); // int len = fis.read(bys); // System.out.println(len);// 3 // System.out.println(new String(bys, 0, len));// abc // // len = fis.read(bys); // System.out.println(len);// 2 // System.out.println(new String(bys, 0, len));// ef System.out.println("==========代码改进==============="); int len; while ((len = fis.read(bys)) != -1) { System.out.print(new String(bys , 0 , len)); } fis.close(); } } -
对复制图片的代码进行使用一次读写一个字节数组的方式进行改进
package com.itheima.inputstream_demo; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; /* 需求 : 对复制图片的代码进行使用一次读写一个字节数组的方式进行改进 FileInputStream类 : public int read(byte[] b)： 1 从输入流读取最多b.length个字节的数据 2 返回的是真实读到的数据个数 */ public class FileInputStreamDemo7 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建字节输入流对象 FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\传智播客\\安装包\\好看的图片\\liqin.jpg"); // 创建字节输出流 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day11_demo\\copy.jpg"); byte[] bys = new byte[1024]; int len;// 每次真实读到数据的个数 int by; while ((len = fis.read(bys)) != -1) { fos.write(bys, 0, len); } // 释放资源 fis.close(); fos.close(); } }
4 字符流
与字节流类似，字符流也有两个抽象基类，分别是Reader和Writer。其他的字符流实现类都是继承了这两个类。
以Reader为例，它的主要实现子类如下图：
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。
小贴士：字符流，只能操作文本文件，不能操作图片，视频等非文本文件。当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流。
4.4.1 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 int read()： 从输入流读取一个字符。 虽然读取了一个字符，但是会自动提升为int类型。返回该字符的Unicode编码值。如果已经到达流末尾了，则返回-1。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 。每次最多读取cbuf.length个字符。返回实际读取的字符个数。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。public int read(char[] cbuf,int off,int len)：从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中，从cbuf[off]开始的位置存储。每次最多读取len个字符。返回实际读取的字符个数。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。public void close()：关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。
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。
4.4.2 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。
FileReader(File file)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的File对象。FileReader(String fileName)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的文件的名称。
当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。如果该文件不存在，则报FileNotFoundException。如果传入的是一个目录，则会报IOException异常。
package com.atguigu.fileio;
import org.junit.Test;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class FRRead {
@Test
public void test01() throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("read.txt");
// 定义变量，保存数据
int b;
// 循环读取
while ((b = fr.read())!=-1) {
System.out.println((char)b);
}
// 关闭资源
fr.close();
/*输出结果：
尚
硅
谷*/
}
@Test
public void test02()throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("read.txt");
// 定义变量，保存有效字符个数
int len;
// 定义字符数组，作为装字符数据的容器
char[] cbuf = new char[2];
// 循环读取
while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
System.out.println(new String(cbuf));
}
// 关闭资源
fr.close();
/*
输出结果：
尚硅
谷硅
最后错误数据硅，是因为最后一次流中只有一个字符“谷”，读取一个字符没有覆盖char[]数组cbuf的所有元素
*/
}
@Test
public void test03() throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("read.txt");
// 定义变量，保存有效字符个数
int len;
// 定义字符数组，作为装字符数据的容器
char[] cbuf = new char[2];
// 循环读取
while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
System.out.println(new String(cbuf, 0, len));
}
// 关闭资源
fr.close();
/*
输出结果：
尚硅
谷
*/
}
}
4.4.3 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。
public void write(int c)写入单个字符。public void write(char[] cbuf)写入字符数组。public 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。public void write(String str)写入字符串。public 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。public void flush()刷新该流的缓冲。public void close()关闭此流，但要先刷新它。
4.4.4 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。
FileWriter(File file)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。FileWriter(String fileName)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。
当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream。如果文件不存在，则会自动创建。如果文件已经存在，则会清空文件内容，写入新的内容。
1、写出字符数据
package com.atguigu.fileio;
import org.junit.Test;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class FWWrite {
@Test
public void test01()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】FileWriter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();
}
@Test
public void test02()throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 字符串转换为字节数组
char[] chars = "尚硅谷".toCharArray();
// 写出字符数组
fw.write(chars); // 尚硅谷
// 写出从索引1开始，2个字符。
fw.write(chars,1,2); // 硅谷
// 关闭资源
fw.close();
}
@Test
public void test03()throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 字符串
String msg = "尚硅谷";
// 写出字符数组
fw.write(msg); //尚硅谷
// 写出从索引1开始，2个字符。
fw.write(msg,1,2); // 硅谷
// 关闭资源
fw.close();
}
}
2、续写
public FileWriter(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 FileWriter(String fileName,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：
操作类似于FileOutputStream。
package com.atguigu.fileio;
import org.junit.Test;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class FWWriteAppend {
@Test
public void test01()throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt",true);
// 写出字符串
fw.write("尚硅谷真棒");
// 关闭资源
fw.close();
}
}
3、换行
package com.atguigu.fileio;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class FWWriteNewLine {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 写出字符串
fw.write("尚");
// 写出换行
fw.write("\r\n");
// 写出字符串
fw.write("硅谷");
// 关闭资源
fw.close();
}
}
4、关闭和刷新
【注意】FileWriter与FileOutputStream不同。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：
package com.atguigu.fileio;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class FWWriteFlush {
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();
}
}
小贴士：即便是flush方法写出了数据，操作的最后还是要调用close方法，释放系统资源。
5 缓冲流
缓冲流,也叫高效流，按照数据类型分类：
- 字节缓冲流：
BufferedInputStream，BufferedOutputStream - 字符缓冲流：
BufferedReader，BufferedWriter
缓冲流的基本原理，是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。
5.1 构造方法
public BufferedInputStream(InputStream in)：创建一个 新的缓冲输入流。public BufferedOutputStream(OutputStream out)： 创建一个新的缓冲输出流。
构造举例，代码如下：
// 创建字节缓冲输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));
// 创建字节缓冲输出流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));
public BufferedReader(Reader in)：创建一个 新的缓冲输入流。public BufferedWriter(Writer out)： 创建一个新的缓冲输出流。
构造举例，代码如下：
// 创建字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt"));
// 创建字符缓冲输出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));
5.2 效率测试
查询API，缓冲流读写方法与基本的流是一致的，我们通过复制大文件（375MB），测试它的效率。
package com.atguigu.buffer;
import org.junit.Test;
import java.io.*;
public class BufferedIO {
@Test
public void testNoBuffer() throws IOException {
// 记录开始时间
long start = System.currentTimeMillis();
// 创建流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream("jdk8.exe");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe");
// 读写数据
byte[] data = new byte[1024];
int len;
while ((len = fis.read(data)) != -1) {
fos.write(data,0,len);
}
fos.close();
fis.close();
// 记录结束时间
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
}
@Test
public void testUseBuffer() throws IOException {
// 记录开始时间
long start = System.currentTimeMillis();
// 创建流对象
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk8.exe"));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
// 读写数据
int len;
byte[] data = new byte[1024];
while ((len = bis.read(data)) != -1) {
bos.write(data, 0 , len);
}
bos.close();
bis.close();
// 记录结束时间
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
}
}
5.3 字符缓冲流特有方法
字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致，不再阐述，我们来看它们具备的特有方法。
- BufferedReader：
public String readLine(): 读一行文字。 - BufferedWriter：
public void newLine(): 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。
package com.atguigu.buffer;
import org.junit.Test;
import java.io.*;
public class BufferedIOLine {
@Test
public void testReadLine()throws IOException {
// 创建流对象
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));
// 定义字符串,保存读取的一行文字
String line;
// 循环读取,读取到最后返回null
while ((line = br.readLine())!=null) {
System.out.println(line);
}
// 释放资源
br.close();
}
@Test
public void testNewLine()throws IOException{
// 创建流对象
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));
// 写出数据
bw.write("尚");
// 写出换行
bw.newLine();
bw.write("硅");
bw.newLine();
bw.write("谷");
bw.newLine();
// 释放资源
bw.close();
}
}
5.4 流的关闭顺序
package com.atguigu.buffer;
import org.junit.Test;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class IOClose {
@Test
public void test01() throws IOException {
FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt");
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
bw.write("hello");
fw.close();
bw.close();//java.io.IOException: Stream closed
/*
缓冲流BufferedWriter，把数据先写到缓冲区，
默认情况下是当缓冲区满，或调用close，或调用flush这些情况才会把缓冲区的数据输出。
bw.close()时，需要把数据从缓冲区的数据输出。
数据的流向： 写到bw（缓冲区）-->fw ->"d:/1.txt"
此时，我先把fw关闭了，bw的数据无法输出了
*/
}
@Test
public void test02() throws IOException {
FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt");
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
bw.write("hello");
bw.close();
fw.close();
/*
原则：
先关外面的，再关里面的。
例如：
FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt"); //里面 穿内衣
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw); //外面 穿外套
关闭
bw.close(); //先关外面的 先脱外套
fw.close(); //再关里面的 再脱内衣
*/
}
}
6 其他内容
6.1 位、字节、字符
字节(Byte)是计量单位，表示数据量多少，是计算机信息技术用于计量存储容量的一种计量单位，通常情况下一字节等于八位。
字符(Character)计算机中使用的字母、数字、字和符号，比如’A’、‘B’、’$’、’&'等。
一般在英文状态下一个字母或字符占用一个字节，一个汉字用两个字节表示。
字节与字符：
- ASCII 码中，一个英文字母（不分大小写）为一个字节，一个中文汉字为两个字节。
- UTF-8 编码中，一个英文字为一个字节，一个中文为三个字节。
- Unicode 编码中，一个英文为一个字节，一个中文为两个字节。
- 符号：英文标点为一个字节，中文标点为两个字节。例如：英文句号 . 占1个字节的大小，中文句号 。占2个字节的大小。
- UTF-16 编码中，一个英文字母字符或一个汉字字符存储都需要 2 个字节（Unicode 扩展区的一些汉字存储需要 4 个字节）。
- UTF-32 编码中，世界上任何字符的存储都需要 4 个字节。
6.2 IO流效率对比
首先，对比下普通字节流和缓冲字节流的效率：
public class MyTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("C:/Mu/test.txt");
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 3000000; i++) {
sb.append("abcdefghigklmnopqrstuvwsyz");
}
byte[] bytes = sb.toString().getBytes();
long start = System.currentTimeMillis();
write(file, bytes);
long end = System.currentTimeMillis();
long start2 = System.currentTimeMillis();
bufferedWrite(file, bytes);
long end2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通字节流耗时：" + (end - start) + " ms");
System.out.println("缓冲字节流耗时：" + (end2 - start2) + " ms");
}
// 普通字节流
public static void write(File file, byte[] bytes) throws IOException {
OutputStream os = new FileOutputStream(file);
os.write(bytes);
os.close();
}
// 缓冲字节流
public static void bufferedWrite(File file, byte[] bytes) throws IOException {
BufferedOutputStream bo = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(file));
bo.write(bytes);
bo.close();
}
}
运行结果：
普通字节流耗时：250 ms
缓冲字节流耗时：268 ms
这个结果让我大跌眼镜，不是说好缓冲流效率很高么？要知道为什么，只能去源码里找答案了。翻看字节缓冲流的write方法：
public synchronized void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {
if (len >= buf.length) {
/* If the request length exceeds the size of the output buffer,
flush the output buffer and then write the data directly.
In this way buffered streams will cascade harmlessly. */
flushBuffer();
out.write(b, off, len);
return;
}
if (len > buf.length - count) {
flushBuffer();
}
System.arraycopy(b, off, buf, count, len);
count += len;
}
注释里说得很明白：如果请求长度超过输出缓冲区的大小，刷新输出缓冲区，然后直接写入数据。这样，缓冲流将无害地级联。
但是，至于为什么这么设计，我没有想明白，有哪位明白的大佬可以留言指点一下。
基于上面的情形，要想对比普通字节流和缓冲字节流的效率差距，就要避免直接读写较长的字符串，于是，设计了下面这个对比案例：用字节流和缓冲字节流分别复制文件。
public class MyTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File data = new File("C:/Mu/data.zip");
File a = new File("C:/Mu/a.zip");
File b = new File("C:/Mu/b.zip");
StringBuilder sb = new StringBuilder();
long start = System.currentTimeMillis();
copy(data, a);
long end = System.currentTimeMillis();
long start2 = System.currentTimeMillis();
bufferedCopy(data, b);
long end2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通字节流耗时：" + (end - start) + " ms");
System.out.println("缓冲字节流耗时：" + (end2 - start2) + " ms");
}
// 普通字节流
public static void copy(File in, File out) throws IOException {
// 封装数据源
InputStream is = new FileInputStream(in);
// 封装目的地
OutputStream os = new FileOutputStream(out);
int by = 0;
while ((by = is.read()) != -1) {
os.write(by);
}
is.close();
os.close();
}
// 缓冲字节流
public static void bufferedCopy(File in, File out) throws IOException {
// 封装数据源
BufferedInputStream bi = new BufferedInputStream(new FileInputStream(in));
// 封装目的地
BufferedOutputStream bo = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(out));
int by = 0;
while ((by = bi.read()) != -1) {
bo.write(by);
}
bo.close();
bi.close();
}
}
运行结果：
普通字节流耗时：184867 ms
缓冲字节流耗时：752 ms
这次，普通字节流和缓冲字节流的效率差异就很明显了，达到了245倍。
再看看字符流和缓冲字符流的效率对比：
public class IOTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 数据准备
dataReady();
File data = new File("C:/Mu/data.txt");
File a = new File("C:/Mu/a.txt");
File b = new File("C:/Mu/b.txt");
File c = new File("C:/Mu/c.txt");
long start = System.currentTimeMillis();
copy(data, a);
long end = System.currentTimeMillis();
long start2 = System.currentTimeMillis();
copyChars(data, b);
long end2 = System.currentTimeMillis();
long start3 = System.currentTimeMillis();
bufferedCopy(data, c);
long end3 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通字节流1耗时：" + (end - start) + " ms,文件大小：" + a.length() / 1024 + " kb");
System.out.println("普通字节流2耗时：" + (end2 - start2) + " ms,文件大小：" + b.length() / 1024 + " kb");
System.out.println("缓冲字节流耗时：" + (end3 - start3) + " ms,文件大小：" + c.length() / 1024 + " kb");
}
// 普通字符流不使用数组
public static void copy(File in, File out) throws IOException {
Reader reader = new FileReader(in);
Writer writer = new FileWriter(out);
int ch = 0;
while ((ch = reader.read()) != -1) {
writer.write((char) ch);
}
reader.close();
writer.close();
}
// 普通字符流使用字符流
public static void copyChars(File in, File out) throws IOException {
Reader reader = new FileReader(in);
Writer writer = new FileWriter(out);
char[] chs = new char[1024];
while ((reader.read(chs)) != -1) {
writer.write(chs);
}
reader.close();
writer.close();
}
// 缓冲字符流
public static void bufferedCopy(File in, File out) throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(in));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(out));
String line = null;
while ((line = br.readLine()) != null) {
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
// 释放资源
bw.close();
br.close();
}
// 数据准备
public static void dataReady() throws IOException {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 600000; i++) {
sb.append("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
}
OutputStream os = new FileOutputStream(new File("C:/Mu/data.txt"));
os.write(sb.toString().getBytes());
os.close();
System.out.println("完毕");
}
}
运行结果：
普通字符流1耗时：1337 ms,文件大小：15234 kb
普通字符流2耗时：82 ms,文件大小：15235 kb
缓冲字符流耗时：205 ms,文件大小：15234 kb
测试多次，结果差不多，可见字符缓冲流效率上并没有明显提高，我们更多的是要使用它的readLine()和newLine()方法。
7、重新认识System.out和Scanner
7.1 PrintStream类
我们每天都在用的System.out对象是PrintStream类型的。它也是IO流对象。
PrintStream 为其他输出流添加了功能，使它们能够方便地打印各种数据值表示形式。它还提供其他两项功能。与其他输出流不同，PrintStream 永远不会抛出 IOException；另外，PrintStream 可以设置自动刷新。
- PrintStream(File file) ：创建具有指定文件且不带自动行刷新的新打印流。
- PrintStream(File file, String csn)：创建具有指定文件名称和字符集且不带自动行刷新的新打印流。
- PrintStream(OutputStream out) ：创建新的打印流。
- PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush)：创建新的打印流。 autoFlush如果为 true，则每当写入 byte 数组、调用其中一个 println 方法或写入换行符或字节 (‘\n’) 时都会刷新输出缓冲区。
- PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush, String encoding) ：创建新的打印流。
- PrintStream(String fileName)：创建具有指定文件名称且不带自动行刷新的新打印流。
- PrintStream(String fileName, String csn) ：创建具有指定文件名称和字符集且不带自动行刷新的新打印流。
package com.atguigu.systemio;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintStream;
public class TestPrintStream {
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
PrintStream ps = new PrintStream("io.txt");
ps.println("hello");
ps.println(1);
ps.println(1.5);
ps.close();
}
}
72 Scanner类
构造方法
- Scanner(File source) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定文件扫描的。
- Scanner(File source, String charsetName) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定文件扫描的。
- Scanner(InputStream source) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定的输入流扫描的。
- Scanner(InputStream source, String charsetName) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定的输入流扫描的。
常用方法：
- boolean hasNextXxx()： 如果通过使用nextXxx()方法，此扫描器输入信息中的下一个标记可以解释为默认基数中的一个 Xxx 值，则返回 true。
- Xxx nextXxx()： 将输入信息的下一个标记扫描为一个Xxx
package com.atguigu.systemio;
import org.junit.Test;
import java.io.*;
import java.util.Scanner;
public class TestScanner {
@Test
public void test01() throws IOException {
Scanner input = new Scanner(System.in);
PrintStream ps = new PrintStream("1.txt");
while(true){
System.out.print("请输入一个单词：");
String str = input.nextLine();
if("stop".equals(str)){
break;
}
ps.println(str);
}
input.close();
ps.close();
}
@Test
public void test2() throws IOException {
Scanner input = new Scanner(new FileInputStream("1.txt"));
while(input.hasNextLine()){
String str = input.nextLine();
System.out.println(str);
}
input.close();
}
}
7.3 System类的三个IO流对象
System类中有三个常量对象：
- System.out
- System.in
- System.err
查看System类中这三个常量对象的声明：
public final static InputStream in = null;
public final static PrintStream out = null;
public final static PrintStream err = null;
奇怪的是，
- 这三个常量对象有final声明，但是却初始化为null。final声明的常量一旦赋值就不能修改，那么null不会空指针异常吗？
- 这三个常量对象为什么要小写？final声明的常量按照命名规范不是应该大写吗？
- 这三个常量的对象有set方法？final声明的常量不是不能修改值吗？set方法是如何修改它们的值的？
final声明的常量，表示在Java的语法体系中它们的值是不能修改的，而这三个常量对象的值是由C/C++等系统函数进行初始化和修改值的，所以它们故意没有用大写，也有set方法。
public static void setOut(PrintStream out) {
checkIO();
setOut0(out);
}
public static void setErr(PrintStream err) {
checkIO();
setErr0(err);
}
public static void setIn(InputStream in) {
checkIO();
setIn0(in);
}
private static void checkIO() {
SecurityManager sm = getSecurityManager();
if (sm != null) {
sm.checkPermission(new RuntimePermission("setIO"));
}
}
private static native void setIn0(InputStream in);
private static native void setOut0(PrintStream out);
private static native void setErr0(PrintStream err);
