JavaIO流详解

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

【I/O流】
Input/Output：输入输出机制
输入机制：允许java程序获取外部设备的数据（磁盘，光盘，网络等）。
输出机制：保留java程序中的数据，输出到外部设备上（磁盘，光盘等）。

【可以看出，IO的入出是以java程序为第一人称的】

IO各种之间的关系

先看张图：

流的分类：
通过不同的方法，可以对于进行分类。
1.按照功能来划分：
输入流：只能从中读取数据，而不能向其写入数据。
输出流：只能向其写入数据，而不能从中读取数据。
2.按照处理单元来划分
字节流和字符流操作的方式基本上完全相同。操作的数据单元不同
字节流：操作的是8位的字节 InputStream/OutputStream 作为字节流的基类
字符流：操作的是16位的字符 Reader/Writer 作为字符流的基类
3.按照角色进行划分
节点流：可以直接从/向外部设备读取/写入数据的流，称之为节点流，节点流也被称之为低级流。
处理流：对于已经存在的流进行了连接和封装，扩展了原来的读/写的功能。处理流也被称之为高级流。

java的io包当中包括40多个流，他们都有紧密的联系，和使用的规律，这些流都源于4个抽象基类。

InputStream / Reader :所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。
OutputStream/Writer ：所有输出流的基本，前者是字节输出流，后者是字符输出流。

流的操作步骤：

文件字节输入流读取文件内容的步骤：
* 1.创建流对象
* 2.创建一个缓存字节的容器数组
* 3.定义一个变量，保存实际读取的字节数
* 4.循环读取数据
* 5.操作保存数据的数组
* 6.关闭流

public class FileInputStreamDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\17-08-16\17-08-16.java");
// 1.创建流对象
        FileInputStream fis = null;
        try {
            fis = new FileInputStream(file);
// 2.创建一个缓存字节的容器数组
            byte[]buf = new byte[1024];
// 3.定义一个变量，保存实际读取的字节数
            int hasRead = 0;
// 4.循环读取数据
// while (true) { 
   
// hasRead = fis.read(buf);
// if (hasRead==-1) { 
   
// break;
// }
//// 5.操作保存数据的数组
// String msg = new String(buf, 0,hasRead);
// System.out.print(msg);
// }
            while ((hasRead = fis.read(buf))!=-1) {
                String str = new String(buf,0,hasRead);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
// 6.关闭流
            if (fis!=null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

文件字节输出流写入文件内容的步骤：
* 1.选择流：创建流对象
* 2.准备数据源，把数据源转换成字节数组类型
* 3.通过流向文件当中写入数据
* 4.刷新流
* 5.关闭流

public class FileOutputStreamDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
// 1.选择流：创建流对象
        FileOutputStream fos =null;
        try {
            fos = new FileOutputStream(new File("c:\\read.txt"),true);
// 2.准备数据源，把数据源转换成字节数组类型
// String msg = "春夜喜雨\n好雨知时节，当春乃发生。\n随风潜入夜，润物细无声。";
            String msg = "\n野径云俱黑，江船火独明。\n晓看红湿处，花丛锦官城。";
            byte[] data = msg.getBytes();
// 3.通过流向文件当中写入数据
            fos.write(data, 0, data.length);
// 4.刷新流
            fos.flush();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if (fos!=null) {
// 5.关闭流
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

处理流的好处：
处理流必须在节点流的基础之上，增加了效率，提高了性能，扩大的功能。
如图：

1.缓冲流

• 缓冲字节流
• BufferedInputStream
• BufferedOutputStream
• 缓冲字符流
• BufferedReader
• BufferedWriter
  处理流内部包含了节点流，节点流决定了与其沟通的外部设备，而处理流则增加了其功能。
  缓冲流的好处：
• 缓冲流内部包含一个缓冲区域，默认8kb，每一次程序调用read方法其实都是从缓冲区域当中读取内容，如果读取失败
• 就说明缓冲区域当中没有内容，那么就从数据源当中读取内容，然后会尽可能读取更多的字节放入到缓冲区域当中，
• 最后缓冲区域当中的内容，会全部返回给程序。
• 从缓冲区读取数据会比直接从数据源读取数据的速度快，效率也更高，性能更好。
  简单说：
  没有缓存区，那么每read一次，就会发送一次IO操作；有缓存区，第一次read时，会一下读取x个字节放入缓存区，
  然后后续的read都会从缓存中读取，当read到缓存区末尾时，会再次读取x个字节放入缓存区。
  处理流处理数据和节点流处理数据的方法基本上完全相同。

2,转换流：

转换流作用：把字节流转换成字符流，可以解决出现的因为编码集和解码集造成的乱码问题。
* InputStreamReader:
* OutputStreamWriter:
* 编码：字符—–编码字符集——–》二进制
* 解码：二进制—解码字符集———》字符
* 在处理文件时，如果文件的字符格式和编译器处理格式不一样时，会出现乱码问题。比如文件字符格式GBK，
* 而编译器是UTF-8格式，那么就会产生该问题。
*
* 出现乱码问题的原因：
* 1.编码和解码字符集不一致造成了乱码
* 2.字节的缺失，长度的丢失
*
* 大部分情况下，出现乱码问题是因为中国汉字，因为中国汉字在不同的字符编码当中占据的字节数不相同，但是都占据多个字节。
* 而英文字母没有这个问题，因为英文字母在所有的字符编码当中都占据一个字节。
InputStreamReader :转换输入流–》将字节输入流转换成字符输入流
作用：为了防止文件使用字符输入流处理时出现乱码问题。

节点流：

字节数组流（内存流）
ByteArrayInputStream
ByteArrayOutputStream
因为内存输出流当中又新增的方法，不能使用多态，不能够让父类的引用指向之类的对象。
作用：可以在循环当中把所有的数据存放到统一的容器当中，然后在循环结束之后可以把容器当中所有的内容一起取出来。
注意事项：
内存流属于内存当中的资源，所以数据量不要过大，如果太大，会造成内存溢出的错误。

数据处理流：

DataOutputStream
DataInputStream
特点： 既能够保存数据本身，又能够保存数据类型（基本数据类型+String）

序列化流：

将对象转换成字节序列的过程，就是对象序列化过程。
* 将字节序列恢复为对象的过程称之为对象的反序列化。
*
* 作用：保留对象（引用数据类型数据的）类型+数据。
*
* 序列化流 ：输出流 ObjectOutputStream writeObject()
* 反序列化流： 输入流 ObjectInputStream readObject()
*
* 注意事项：
* 1。先序列化然后在反序列化，而且反序列化的顺序必须和序列化的顺序保持一致。
* 2.并不是所有的对象都能够被序列化。只有实现了Serializable接口的类的对象才能够被序列化。
* 对象当中并不是所有的属性都能够被序列化。
*
* 对象序列化的主要用途：
* 1.把对象转换成字节序列，保存到硬盘当中，持久化存储，通常保存为文件。
* 2.在网络上传递的是对象的字节序列
*
* 对象序列化的步骤：
* 1.创建对象输出流，在构造方法当中可以包含其他输出节点流，如文件输出流。
* 2.把对象通过writeObject的方式写入。
*
* 对象反序列化的步骤：
* 1.创建对象输入流，在构造方法当中可以包含其他的输入节点流，如文件输入流
* 2.通过readObject()方法读取对象。

serialVersionUID :序列化版本id
* 作用：从字面角度看，就是序列化版本号。凡是实现了Serializable接口的类，
* 都会有一个默认的静态的序列化标识。
*
* 1.类在不同的版本之间，可以解决序列化兼容问题，如果之前版本当中在文件中保存对象，
* 那么版本升级后，如果序列化id一致，我们可以认为文件中的对象依然是此类的对象。
*
* 2.如果类在不同的版本之间不希望兼容，但是还希望类的对象能够序列，那么就在不同版本中
* 使用不同的序列化id。
*
* transient :当类中有属性不想被序列化，那么就使用这个修饰符修饰。

File类：

1. File类的由来：File类的出现弥补了IO流的不足，IO只能够操作数据，但是不能够对文件的信息做操作，操作文件必须使用File类。

   -功能：

   1. 可以将文件或者文件夹在程序当中分装成对象。
   2. 方便对于文件或者文件夹当中的属性信息进行操作。
   3. File类通常通过构造函数作为参数传递到流的对象当中。

2. File类的常用方法介绍：
   1.构造方法：
   File(String pathname)：这个构造可以将已存在的或者不存在的文件或者文件夹封装成File的对象，pathname即文件的的路径。
   File(File parent,String child)：parent为child文件所在的路径。
   File(String parent,String child) ：
   【code】
   File f6 = new File (“c:\java”,”jre7”);
   //file的toString方法重写了，封装的地址是什么就打印什么
   //’/’和’\’都是目录分隔符，在其他系统当中目录分割符可能发生变化，这个写法不利于跨平台操作
   //最好使用File当中提供的字段separator进行分割。

   2.创建文件相关函数：
   createNewFile()：创建相关文件。并返回布尔值
   createTemFile()：在默认临时文件目录当中创建一个空文件，程序运行结束后就不存在了。
   mkdirs()：创建目录，如果你写的目录的父目录不存在。他会帮你创建好。

   3，删除文件相关函数：
   delete()：删除空目录或文件（ps只能是空目录）
   deleteOnExit()：在虚拟机终止时删除文件。

   4.判断：
   exists() ：判断文件或者文件夹是否存在。
   canExecute() :判断文件是否可执行，和操作系统相关。
   canRead() :判断文件是否可读
   canWrite() :判断文件是否可写
   equals(Object obj) :测试此抽象路径名与给定对象是否相等。
   isAbsolute() :测试此抽象路径名是否为绝对路径名。
   isDirectory() :判断file对象是否表示文件夹。
   isFile() :判断file对象是否表示文件
   isHidden() :判断file对象是否是隐藏文件

   5.获取file对象属性信息的方法：
   getAbsoluteFile() ：返回此抽象路径名的绝对路径名形式。
   getAbsolutePath() ：返回此抽象路径名的绝对路径名字符串。
   getCanonicalFile() ： 返回此抽象路径名的规范形式。
   getCanonicalPath() ：返回此抽象路径名的规范路径名字符串。
   getPath() ： 将此抽象路径名转换为一个路径名字符串。
   getName() : 返回由此抽象路径名表示的文件或目录的名称。
   getParent() :返回此抽象路径名父目录的路径名字符串；如果此路径名没有指定父目录，则返回 null。
   getParentFile() :返回此抽象路径名父目录的抽象路径名；如果此路径名没有指定父目录，则返回 null。
   getTotalSpace() :返回指定路径的全部空间的字节数
   getFreeSpace() :返回此抽象路径名指定的分区中未分配的字节数。
   getUsableSpace() : 返回此抽象路径名指定的分区上可用于此虚拟机的字节数。
   renameTo(File dest) :重新命名此抽象路径名表示的文件。剪切

   6.设置文件信息的方法：
   setExecutable(boolean executable) :设置文件可执行的方法
   setLastModified(long time) :设置此抽象路径名指定的文件或目录的最后一次修改时间。
   setReadable(boolean readable) :设置文件是否可读
   setReadOnly() :设置文件是否只读
   setWritable(boolean writable) :设置文件是否可写

   7.获取文件的常规信息的方法：
   lastModified() ：获取文件最后一次被修改的时间
   length() : 返回由此抽象路径名表示的文件的长度。

   8.操作文件夹的相关方法
   list(): 把文件夹当中包含的目录和文件都存放到字符串数组当中。
   listFiles():列举文件夹当中包含的目录和文件，存放到File数组当中。
   listRoots()：列出可用的文件系统根。
   9.文件过滤器： fleater