Java IO流（文件 字节流 字节缓冲流）

java.io.File类文件是文件和目录路径名的抽象表示，主要用于文件和目录的创建查找和删除等操作。File类将文件，文件夹和路径封装成对象，提供大量的方法来操作这些对象。

Filre类构造方法

• public File（String pathname）：通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的File实例。
• public File（String parent，String child）：从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的File实例。
• public File（File parent，String child）：从父类路径名好子路径名字符串创建新的File实例。

public static void main(String[] args){
    //文件路径名
    String pathname = "D:\\aaa.txt";
    File file1 = new File(pathname);
    System.out.println(file1);
    //通过父路径和子路径字符串
    String parent = "D:\\aaa";
    String child = "bbb.txt";
    File file2 = new File(parent,child);
    System.out.println(file2);
    //通过父类File对象和子路径字符串
    File parentDir = new File("D:\\aaa");
    String child = "bbb.txt";
    File file3 = new File(parenrDir, child);
    System.out.println(file3);
}

注意：

1. 一个File对象代表硬盘中实际存在的一个文件或者目录。
2. 无论该路径下是否存在文件或者目录，都不影响File对象的创建。

File类的获取方法

• public String getAbsolutePath():返回此File的绝对路径
• public String getPath（）：将此File转换为路径名字符串
• public String getName(）：返回由此File表示的文件或者目录的名字
• public long length()：返回由此File表示的文件的长度
• public  File getParentFile()：返回由此File表示的文件或者目录的父目录，如果没有父目录，返回null

public static void main(String[] args) { 
    File f = new File("d:/aaa/bbb.java"); 
    System.out.println("文件绝对路径:"+f.getAbsolutePath());                 
    System.out.println("文件构造路径:"+f.getPath()); 
    System.out.println("文件名称:"+f.getName()); 
    System.out.println("文件长度:"+f.length()+"字节"); 
    System.out.ptintln("文件路径的父路径"+f.getParentFile()); 
    File f2 = new File("d:/aaa"); 
    System.out.println("目录绝对路径:"+f2.getAbsolutePath());            
    System.out.println("目录构造路径:"+f2.getPath()); 
    System.out.println("目录名称:"+f2.getName()); 
    System.out.println("目录长度:"+f2.length()); 
    System.out.ptintln("目录父路径"+f2.getParentFile()); 
}

绝对路径和相对路径

• 绝对路径：从盘符开始的路径，这是一个完整的路径，绝对路径具有唯一性
• 相对路劲：相对于项目目录的路径，这是一个便捷路径，开发中经常用

 public static void main(String[] args){
    // D盘下的bbb.java文件 
    File f = new File("D:\\bbb.java"); 
    System.out.println(f.getAbsolutePath()); 
    // 项目下的bbb.java文件 
    File f2 = new File("bbb.java"); 
    System.out.println(f2.getAbsolutePath());
}

IO流

当你编辑一个文本文件，忘记了 ctrl+s ，可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘，可以把一个视频，拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢？键盘、内存、硬盘、外接设备等等。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。

IO的分类

根据数据的流向分为： 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。
• 输出流 ：把数据从 内存 中写出到 其他设备 上的流。

格局数据的类型分为： 字节流 和 字符流 。

• 字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。
• 字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。

IO流顶层父类

类	含义
java.io.OutputStream	字节输出流顶层父类，抽象类，定义了写出数据方法 write() 。
java.io.InputStream	字节输入流顶层父类，抽象类，定义了读取数据方法 read() 。
java.io.Writer	字符输出流顶层父类，抽象类，定义了写出数据方法 write() 。
java.io.Reader	字符输入流顶层父类，抽象类，定义了读取数据方法 read() 。

字节流

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。

提示：8个二进制位为1 个字节，0000-0000是一个字节

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 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 offff开始输出到此输出流。
• public abstract void write(int b) ：将指定的字节输出流输出。

注意 ： close 方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

FileOutputStream类

• OutputStream有很多类，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) ：创建文件输出流以以指定的 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。

public class FileOutputStreamConstructor { 
    public static void main(String[] args) throws IOException{ 
        // 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"); 
    } 
}

写出字节数据

• 写出字节：write（int b）方法，每次可以写出一个字节数据，代码使用演示：

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"); 
    // 写出数据 
    fos.write(97); 
    // 写出第1个字节 
    fos.write(98); 
    // 写出第2个字节 
    fos.write(99); 
    // 写出第3个字节 
    // 关闭资源 
    fos.close(); 
}

注意 ：

1. 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。

2. 写出的整数被直接写在目的文件中。

3. 流操作完毕之后，必须释放系统资源，调用close方法！

• 写出字节数组：write（byte【】 b），每次可以写出数组中的数据，代码使用演示：

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 = "abcdef".getBytes(); 
    // 写出字节数组数据 
    fos.write(b); 
    // 关闭资源 
    fos.close();
}

• 写出指定长度字节数组： write(byte[] b, int off, int len) ,每次写出从offff索引开始，len表示写出的个字节个数。

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(); 
}

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：

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(); 
    // 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（）；
}

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 。

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 fifile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

public class FileInputStreamConstructor { 
    public static void main(String[] args) throws IOException{ 
        // 使用File对象创建流对象 
        File file = new File("a.txt"); 
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file); 
        // 使用文件名称创建流对象 
        FileInputStream fis = new FileInputStream("b.txt"); 
    } 
}

读取字节数据

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 ，代码使用演示

public static void main(String[] args) throws IOException{ 
    // 使用文件名称创建流对象 
    FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); 
    // 读取数据，返回一个字节 
    int read = fis.read(); 
    System.out.println((char) read); 
    read = fis.read(); 
    System.out.println((char) read); 
    read = fis.read(); 
    System.out.println((char) read); 
    read = fis.read(); 
    System.out.println((char) read); 
    read = fis.read(); 
    System.out.println((char) read); 
    // 读取到末尾,返回-1 
    read = fis.read(); 
    System.out.println( read); 
    // 关闭资源 
    fis.close();
}

注意 ：如果文件中存在 -1 ，我们在读取文件时也不会直接读取到 -1 ，因为 -1 是两个字节，即 - 和 1 。每个文件都会被操作系统赋予一个结束的标识， JVM调用操作系统功能实现文件读取的，因此操作系统读取到文件结束标识后，会将表示返回到 JVM 中，而 JVM 接收到文件结束标识后，返回 read() 方法 -1 。

使用循环改进：

public static void main(String[] args) throws IOException{ 
    // 使用文件名称创建流对象 
    FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); 
    // 定义变量，保存数据 
    int b = 0 ; 
    // 循环读取 
    while ((b = fis.read())!=-1) { 
        System.out.println((char)b); 
    }
    // 关闭资源 
    fis.close(); 
}

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 ，代码使用演示：

public static void main(String[] args) throws IOException{ 
    // 使用文件名称创建流对象. 
    FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); 
    // 文件中为abcde 
    // 定义变量，作为有效个数 
    int len ； 
    // 定义字节数组，作为装字节数据的容器 
    byte[] b = new byte[2]; 
    // 循环读取 
    while (( len= fis.read(b))!=-1) { 
        // 每次读取后,把数组的有效字节部分，变成字符串打印 
        System.out.println(new String(b，0，len));
        // len 每次读取的有效字节个数 
    }
    // 关闭资源 
    fis.close(); 
}

文件复制

使用字节流可以进行任何文件的复制，因为字节流操作的是组成文件的最小单元-字节。

          

public static void main(String[] args) throws IOException { 
    // 1.创建流对象 
    // 1.1 指定数据源 
    FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg"); 
    // 1.2 指定目的地 
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg"); 
    // 2.读写数据 
    // 2.1 定义数组 
    byte[] b = new byte[1024]; 
    // 2.2 定义长度 
    int len; 
    // 2.3 循环读取 
    while ((len = fis.read(b))!=-1) { 
        // 2.4 写出数据 
        fos.write(b, 0 , len); 
    }
    // 3.关闭资源 
    fos.close(); 
    fis.close(); 
}

字节缓冲流

缓冲流：针对基础流对象进行高效处理的流对象。或者为基础流增加功能。

字节缓冲流 ： BufferedInputStream ， BufferedOutputStream

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。

字节缓冲流

BufffferedOutputStream 继承 OutputStream ， write() 方法不必从新学习。

BufffferedInputStream 继承 InputStream ， read() 方法不必从新学习。

 

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。

// 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")

注意：在使用缓冲流时，必须传递基础流。

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（ 200MB ），测试它的效率。

基础流：

public static void main(String[] args) 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 
    int b = 0; 
    while ((b = fis.read()) != -1) { 
        fos.write(b); 
    }
    // 记录结束时间 
    long end = System.currentTimeMillis(); 
    System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
}

缓冲流：

public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { 
    // 记录开始时间
    // 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 b = 0; 
    while ((b = bis.read()) != -1) { 
        bos.write(b); 
    }
    // 记录结束时间 
    long end = System.currentTimeMillis(); 
    System.out.println("缓冲流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒"); 
}

缓冲流 + 数组方式：

public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { 
    // 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 = 0; 
    byte[] bytes = new byte[8*1024]; 
    while ((len = bis.read(bytes)) != -1) { 
        bos.write(bytes, 0 , len); 
    }
    // 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"); 
}