1.File类的使用

• 一个File对象代表硬盘或网络中可能存在的一个文件或者文件目录（俗称文件夹），与平台无关。（体会万事万物皆对象）

• 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。

  • File对象可以作为参数传递给流的构造器。

• 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。

关于路径：

• 绝对路径：从盘符开始的路径，这是一个完整的路径。

• 相对路径：相对于项目目录的路径，这是一个便捷的路径，开发中经常使用。

  • IDEA中，main中的文件的相对路径，是相对于"当前工程"

  • IDEA中，单元测试方法中的文件的相对路径，是相对于"当前module"

 常用方法：

• public String getName() ：获取名称

• public String getPath() ：获取路径

• public String getAbsolutePath()：获取绝对路径

• public File getAbsoluteFile()：获取绝对路径表示的文件

• 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

• public String[] list() ：返回一个String数组，表示该File目录中的所有子文件或目录。

• public File[] listFiles() ：返回一个File数组，表示该File目录中的所有的子文件或目录。

• public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径。

• public boolean exists() ：此File表示的文件或目录是否实际存在。

• public boolean isDirectory() ：此File表示的是否为目录。

• public boolean isFile() ：此File表示的是否为文件。

• 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

 如果文件或目录不存在，那么exists()、isFile()和isDirectory()都是返回true

• 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。

• public boolean delete() ：删除文件或者文件夹 删除注意事项：① Java中的删除不走回收站。② 要删除一个文件目录，请注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录。

 2.IO流原理及流的分类

IO原理：

• Java程序中，对于数据的输入/输出操作以“流(stream)” 的方式进行，可以看做是一种数据的流动。

• I/O流中的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。

  • 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。

流的分类：

• 按数据的流向不同分为：输入流和输出流。

  • 输入流 ：把数据从其他设备上读取到内存中的流。

    • 以InputStream、Reader结尾

  • 输出流 ：把数据从内存 中写出到其他设备上的流。

    • 以OutputStream、Writer结尾

• 按操作数据单位的不同分为：字节流（8bit）和字符流（16bit）。

  • 字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。

    • 以InputStream、OutputStream结尾

  • 字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。

    • 以Reader、Writer结尾

• 根据IO流的角色不同分为：节点流和处理流。

  • 节点流：直接从数据源或目的地读写数据

  • 处理流：不直接连接到数据源或目的地，而是“连接”在已存在的流（节点流或处理流）之上，通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。

常用流的API：

常用的节点流： 　

• 文件流： FileInputStream、FileOutputStrean、FileReader、FileWriter

• 字节/字符数组流： ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream、CharArrayReader、CharArrayWriter

  • 对数组进行处理的节点流（对应的不再是文件，而是内存中的一个数组）。

常用处理流：

• 缓冲流：BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter

  • 作用：增加缓冲功能，避免频繁读写硬盘，进而提升读写效率。

• 转换流：InputStreamReader、OutputStreamReader

  • 作用：实现字节流和字符流之间的转换。

• 对象流：ObjectInputStream、ObjectOutputStream

  • 作用：提供直接读写Java对象功能

3.节点流之一：FileReader\FileWriter

Reader与Writer

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。不能操作图片，视频等非文本文件。

常见的文本文件有如下的格式：.txt、.java、.c、.cpp、.py等

注意：.doc、.xls、.ppt这些都不是文本文件。

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父类，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。

 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) ：写出单个字符。

• public void write(char[] cbuf)：写出字符数组。

• public void write(char[] cbuf, int off, int len)：写出字符数组的某一部分。off：数组的开始索引；len：写出的字符个数。

• public void write(String str)：写出字符串。

• public void write(String str, int off, int len) ：写出字符串的某一部分。off：字符串的开始索引；len：写出的字符个数。

• public void flush()：刷新该流的缓冲。

• public void close() ：关闭此流。

 注意：当完成流的操作时，必须调用close()方法，释放系统资源，否则会造成内存泄漏。  

FileReader

java.io.FileReader类用于读取字符文件，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。

FileWriter

java.io.FileWriter类用于写出字符到文件，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。

• FileWriter(File file,boolean append)： 创建一个新的 FileWriter，指明是否在现有文件末尾追加内容。

关于flush（刷新）

因为内置缓冲区的原因，如果FileWriter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。

注意：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。

 4.节点流之二：FileInputStream\FileOutputStream

如果我们读取或写出的数据是非文本文件，则Reader、Writer就无能为力了，必须使用字节流。

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 int read()： 从输入流读取一个字节。返回读取的字节值。虽然读取了一个字节，但是会自动提升为int类型。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。

• 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 。每次最多读取b.length个字节。返回实际读取的字节个数。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。

• public int read(byte[] b,int off,int len)：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，从b[off]开始存储，每次最多读取len个字节 。返回实际读取的字节个数。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。

• public void close() ：关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。

说明：close()方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

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 write(int b) ：将指定的字节输出流。虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字节的信息写出。

• 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 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 close() ：关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。

说明：close()方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

FileInputStram

java.io.FileInputStream类是文件输入流，从文件中读取字节。

• 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。

FileOutputStream

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

• public FileOutputStream(File file)：创建文件输出流，写出由指定的 File对象表示的文件。

• public FileOutputStream(String name)： 创建文件输出流，指定的名称为写出文件。

• public FileOutputStream(File file, boolean append)： 创建文件输出流，指明是否在现有文件末尾追加内容。

5.处理流之一：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：缓冲流。

• 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：

  • 字节缓冲流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream

  • 字符缓冲流：BufferedReader，BufferedWriter

• 缓冲流的基本原理：在创建流对象时，内部会创建一个缓冲区数组（缺省使用8192个字节(8Kb)的缓冲区），通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

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。

说明：

1. 涉及到嵌套的多个流时，如果都显式关闭的话，需要先关闭外层的流，再关闭内层的流

2. 其实在开发中，只需要关闭最外层的流即可，因为在关闭外层流时，内层的流也会被关闭。

6.处理流之二：转换流

使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于IDEA设置中针对项目设置了UTF-8编码，当读取Windows系统中创建的文本文件时，如果Windows系统默认的是GBK编码，则读入内存中会出现乱码。那么如何读取GBK编码的文件呢？

针对文本文件，现在使用一个字节流进行数据的读入，希望将数据显示在控制台上。此时针对包含中文的文本数据，可能会出现乱码。

转换流的作用： 转换流是字节与字符间的桥梁！

 InputStreamReader

• 转换流java.io.InputStreamReader，是Reader的子类，是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节，并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

OutputStreamWriter

• 转换流java.io.OutputStreamWriter ，是Writer的子类，是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

计算机中储存的信息都是用二进制数表示的，而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则，将字符存储到计算机中，称为编码 。反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来，称为解码 。

字符编码（Character Encoding） : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

编码表：生活中文字和计算机中二进制的对应规则

乱码的情况：按照A规则存储，同样按照A规则解析，那么就能显示正确的文本符号。反之，按照A规则存储，再按照B规则解析，就会导致乱码现象。

• 字符集Charset：也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。

• 计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。

可见，当指定了编码，它所对应的字符集自然就指定了，所以编码才是我们最终要关心的。

• ASCII字符集 ：

  • ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）：上个世纪60年代，美国制定了一套字符编码，对英语字符与二进制位之间的关系，做了统一规定。这被称为ASCII码。

  • ASCII码用于显示现代英语，主要包括控制字符（回车键、退格、换行键等）和可显示字符（英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号）。

  • 基本的ASCII字符集，使用7位（bits）表示一个字符（最前面的1位统一规定为0），共128个字符。比如：空格“SPACE”是32（二进制00100000），大写的字母A是65（二进制01000001）。

  • 缺点：不能表示所有字符。

• ISO-8859-1字符集：

  • 拉丁码表，别名Latin-1，用于显示欧洲使用的语言，包括荷兰语、德语、意大利语、葡萄牙语等

  • ISO-8859-1使用单字节编码，兼容ASCII编码。

• GBxxx字符集：

  • GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。

  • GB2312：简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同，即向下兼容ASCII码。但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字，此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了，这就是常说的"全角"字符，而原来在127号以下的那些符号就叫"半角"字符了。

  • GBK：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。

  • GB18030：最新的中文码表。收录汉字70244个，采用多字节编码，每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。

• Unicode字符集 ：

  • Unicode编码为表达任意语言的任意字符而设计，也称为统一码、标准万国码。Unicode 将世界上所有的文字用2个字节统一进行编码，为每个字符设定唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本处理的要求。

  • Unicode 的缺点：这里有三个问题：

    • 第一，英文字母只用一个字节表示就够了，如果用更多的字节存储是极大的浪费。

    • 第二，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，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，为解决Unicode如何在网络上传输的问题，于是面向传输的众多 UTF（UCS Transfer Format）标准出现。具体来说，有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF-32。

• UTF-8字符集：

  • Unicode是字符集，UTF-8、UTF-16、UTF-32是三种将数字转换到程序数据的编码方案。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。其中，UTF-8 是在互联网上使用最广的一种 Unicode 的实现方式。

  • 互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以，我们开发Web应用，也要使用UTF-8编码。UTF-8 是一种变长的编码方式。它使用1-4个字节为每个字符编码，编码规则：

    1. 128个US-ASCII字符，只需一个字节编码。

    2. 拉丁文等字符，需要二个字节编码。

    3. 大部分常用字（含中文），使用三个字节编码。

    4. 其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

 7.处理流之三/四：数据流、对象流

• 数据流：DataOutputStream、DataInputStream

  • DataOutputStream：允许应用程序将基本数据类型、String类型的变量写入输出流中

  • DataInputStream：允许应用程序以与机器无关的方式从底层输入流中读取基本数据类型、String类型的变量。

• 对象流DataOutputStream中的方法：将上述的方法的read改为相应的write即可。

• 数据流的弊端：只支持Java基本数据类型和字符串的读写，而不支持其它Java对象的类型。而ObjectOutputStream和ObjectInputStream既支持Java基本数据类型的数据读写，又支持Java对象的读写，所以重点介绍对象流ObjectOutputStream和ObjectInputStream。

• 对象流：ObjectOutputStream、ObjectInputStream

  • ObjectOutputStream：将 Java 基本数据类型和对象写入字节输出流中。通过在流中使用文件可以实现Java各种基本数据类型的数据以及对象的持久存储。

  • ObjectInputStream：ObjectInputStream 对以前使用 ObjectOutputStream 写出的基本数据类型的数据和对象进行读入操作，保存在内存中。

说明：对象流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。

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。

• 序列化过程：用一个字节序列可以表示一个对象，该字节序列包含该对象的类型和对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后，相当于文件中持久保存了一个对象的信息。

• 反序列化过程：该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行反序列化。对象的数据、对象的类型和对象中存储的数据信息，都可以用来在内存中创建对象。

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。

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：用ObjectOutputStream类保存基本类型数据或对象的机制。方法为：

  • public final void writeObject (Object obj) : 将指定的对象写出。

• 反序列化：用ObjectInputStream类读取基本类型数据或对象的机制。方法为：

  • public final Object readObject () : 读取一个对象。

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java.io.Serializable 接口。Serializable 是一个标记接口，不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化，会抛出NotSerializableException 。

• 如果对象的某个属性也是引用数据类型，那么如果该属性也要序列化的话，也要实现Serializable 接口

• 该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的，则该属性必须注明是瞬态的，使用transient 关键字修饰。

• 静态（static）变量的值不会序列化。因为静态变量的值不属于某个对象。

 反序列化失败问题：

问题1：

对于JVM可以反序列化对象，它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件，则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。

问题2：

当JVM反序列化对象时，能找到class文件，但是class文件在序列化对象之后发生了修改，那么反序列化操作也会失败，抛出一个InvalidClassException异常。发生这个异常的原因如下：

• 该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配

• 该类包含未知数据类型

解决办法：

Serializable 接口给需要序列化的类，提供了一个序列版本号：serialVersionUID 。凡是实现 Serializable接口的类都应该有一个表示序列化版本标识符的静态变量：

• serialVersionUID用来表明类的不同版本间的兼容性。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)。

• 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。因此，建议显式声明。

• 如果声明了serialVersionUID，即使在序列化完成之后修改了类导致类重新编译，则原来的数据也能正常反序列化，只是新增的字段值是默认值而已。

面试题： 谈谈你对java.io.Serializable接口的理解，我们知道它用于序列化，是空方法接口，还有其它认识吗？

实现了Serializable接口的对象，可将它们转换成一系列字节，并可在以后完全恢复回原来的样子。这一过程亦可通过网络进行。这意味着序列化机制能自动补偿操作系统间的差异。换句话说，可以先在Windows机器上创建一个对象，对其序列化，然后通过网络发给一台Unix机器，然后在那里准确无误地重新“装配”。不必关心数据在不同机器上如何表示，也不必关心字节的顺序或者其他任何细节。
   
由于大部分作为参数的类如String、Integer等都实现了java.io.Serializable的接口，也可以利用多态的性质，作为参数使接口更灵活。

8.其他流的使用

• 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(InputStream in)

  • public static void setOut(PrintStream out)

• 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