Java I/O学习（附实例和详解）

一、Java I/O类结构以及流的基本概念

在阅读Java I/O的实例之前我们必须清楚一些概念，我们先看看Java I/O的类结构图：

这里写图片描述

Java I/O主要以流的形式进行读写数据。

流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

根据处理数据的数据类型的不同可以分为：字符流和字节流。

字符流和字节流的主要区别：

1.字节流读取的时候，读到一个字节就返回一个字节；字符流使用了字节流读到一个或多个字节（中文对应的字节数是两个，在UTF-8码表中是3个字节）时。先去查指定的编码表，将查到的字符返回。

2.字节流可以处理所有类型数据，如：图片，MP3，AVI视频文件，而字符流只能处理字符数据。只要是处理纯文本数据，就要优先考虑使用字符流，除此之外都用字节流。

3.实际上字节流在操作时本身不会用到缓冲区（内存），是文件本身直接操作的，而字符流在操作时使用了缓冲区，通过缓冲区再操作文件。

下面我们以文件操作作为实例进一步了解。

二、字符流实例

之前提到过“只要是处理纯文本数据，就要优先考虑使用字符流，除此之外都用字节流”。因此本字符流操作实例是操作txt文件。对其进行读写操作。

2.1、一些概念

此前，我们需要了解一些概念。

Java采用16位的Unicode来表示字符串和字符的。在写入字符流时我们都可以指定写入的字符串的编码。

这里博主贴出字符流类图结构，方便猿友阅读：

这里写图片描述

在文件操作的时候我们主要使用到FileReader和FileWriter或BufferedReader和BufferedWriter。

从类结构图来看：

FileReader是InputStreamReader的子类，而InputStreamReader是Reader的子类；

FileWriter是OutputStreamWriter的子类，而OutputStreamWriter则是Writer的子类。

2.2、FileReader和BufferedReader的使用

FileReader的常用构造包括以下两种：

（1）FileReader(String fileName)：根据文件名创建FileReader对象。

（2）FileReader(File file)：根据File对象创建FileReader对象。

FileReader的常用方法包括以下几种：

（1）int read()：读取单个字符。返回字符的整数值，如果已经到达文件尾，则返回-1.

（2）int read(char[] cbuf)：将字符读入cbuf字符数组。返回读取到的字符数，如果已经到达文件尾，则返回-1.

（3）int read(char[] cbuf,int off,int len)：将读取到的字符存放到cbuf字符数组从off标识的偏移位置开始处，最多读取len个字符。

BufferedReader有以下两种构造方法：

（1）BufferedReader(Reader in):根据in代表的Reader对象创建BufferReader实例，缓冲区大小采用默认值。

（2）BufferedReader(Reader in,int sz):根据in代表的Reader对象创建BufferedReader实例，缓冲区大小采用指定sz值。

BufferedReader的常用方法包括以下几种：

（1）int read()：返回字符的整数值，如果已经到达文件尾，则返回-1.

（2）int read(char[], int, int)：将读取到的字符存放到cbuf字符数组从off标识的偏移位置开始处，最多读取len个字符。

（3）String readLine()：读取一文本行。该方法遇到以下字符或者字符串认为当前行结束：‘\n’(换行符),’\r’(回车符),’\r\n’(回车换行)。返回值为该行内容的字符串，不包含任何行终止符，如果已到达流末尾，则返回null。

代码实例：

package java_io;

import java.io.BufferedReader;  
import java.io.File;  
import java.io.FileNotFoundException;  
import java.io.FileReader;  
import java.io.IOException;  

public class TestReader {  

    public static void main(String[] args) {  
        TestReader testReader = new TestReader();
        String path = "C:\\Users\\luoguohui\\Desktop\\readerTest.txt";  
        testReader.readFileByFileReader(path); 
        testReader.readFileByBufferedReader(path); 
    }

    public void readFileByFileReader(String path){
        FileReader fileReader = null; 
        try {
            fileReader = new FileReader(path);  
            char[] buf = new char[1024]; //每次读取1024个字符
            int temp = 0; 
            System.out.println("readFileByFileReader执行结果：");
            while ((temp = fileReader.read(buf)) != -1) {  
                System.out.print(new String(buf, 0, temp));  
            }
            System.out.println();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally { //像这种i/o操作尽量finally确保关闭
            if (fileReader!=null) {
                try {
                    fileReader.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public void readFileByBufferedReader(String path){
        File file = new File(path);  
        if (file.isFile()) {  
            BufferedReader bufferedReader = null;  
            FileReader fileReader = null;  
            try {  
                fileReader = new FileReader(file);  
                bufferedReader = new BufferedReader(fileReader);  
                String line = bufferedReader.readLine();   
                System.out.println("readFileByBufferReader执行结果：");
                while (line != null) {  
                    System.out.println(line);   
                    line = bufferedReader.readLine();  
                }  
            } catch (FileNotFoundException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } catch (IOException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } finally {  
                try {  
                    fileReader.close();  
                    bufferedReader.close();  
                } catch (IOException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    } 
}

上面代码用到finally，关于finally虽然与I/O无关，不过这里还是说一下：

1、不管有木有出现异常，finally块中代码都会执行；

2、当try和catch中有return时，finally仍然会执行；

3、finally是在return后面的表达式运算后执行的（此时并没有返回运算后的值，而是先把要返回的值保存起来，管finally中的代码怎么样，返回的值都不会改变，任然是之前保存的值），所以函数返回值是在finally执行前确定的；

4、finally中最好不要包含return，否则程序会提前退出，返回值不是try或catch中保存的返回值。

readerTest.txt文本内容：

这里写图片描述

执行结果：

这里写图片描述

2.3、FileWriter和BufferWriter的使用

FileWriter的常用构造有以下四种：

（1）FileWriter(String fileName)：根据文件名创建FileWriter对象。

（2）FileWriter(String fileName,boolean append)：根据文件名创建FileWriter对象，append参数用来指定是否在原文件之后追加内容。

（3）FileWriter(File file)：根据File对象创建FileWriter对象。

（4）FileWriter(File file,boolean append)：根据File对象创建FileWriter对象，append参数用来指定是否在原文件之后追加内容。

FileWriter的常用方法包括以下几种：

（1）void writer(int c)：向文件中写入正整数c代表的单个字符。

（2）void writer(char[] cbuf)：向文件中写入字符数组cbuf。

（3）void writer(char[] cbuf,int off, in len)：向文件中写入字符数组cbuf从偏移位置off开始的len个字符。

（4）void writer(String str)：向文件中写入字符串str，注意此方法不会在写入完毕之后自动换行。

（5）void writer(String str,int off,int len)：向文件中写入字符串str的从位置off开始、长度为len的一部分子串。

（6）Writer append(char c)：向文件中追加单个字符c。

（7）Writer append(CharSequence csq)：向文件中追加csq代表的一个字符序列。CharSequence是从JDK1.4版本开始引入的一个接口，代表字符值的一个可读序列，此接口对许多不同种类的字符序列提供统一的只读访问。

（8）Writer append(CharSequence csq,int start,int end)：向文件中追加csq字符序列的从位置start开始、end结束的一部分字符。

（9）void flush()：刷新字符输出流缓冲区。

（10）void close()：关闭字符输出流。

BufferedWriter也拥有如下两种形式的构造方法：

（1）BufferedWriter(Writer out): 根据out代表的Writer对象创建BufferedWriter实例，缓冲区大小采用默认值。

（2）BufferedWriter(Writer out,int sz):根据out代表的Writer对象创建BufferedWriter实例，缓冲区大小采用指定的sz值。

BufferedWriter的常用方法包括以下几种：

（1）void close() ：关闭字符输出流。

（2）void flush() ：刷新字符输出流缓冲区。

（3）void newLine()：写入文本行。

（4）void write(char[] cbuf, int offset, int count) ：向文件中写入字符数组cbuf从偏移位置off开始的len个字符。

（5）void write(int oneChar) ：写入单个字符。

（6）void write(String str, int offset, int count) ：向文件中写入字符串str的从位置off开始、长度为len的一部分子串。

（7）以上的方法都是重写了Writer的，还有继承自java.io.Writer 的方法：Writer append(char c)、Writer append(CharSequence csq)、Writer append(CharSequence csq, int start, int end)、void write(char[] cbuf)、write(String str)等方法。

代码实例：

package java_io;

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class TestWriter {
   
    public static void main(String[] args) {  
        TestWriter testWriter = new TestWriter();
        String path = "C:\\Users\\luoguohui\\Desktop\\readerTest.txt";  
        testWriter.writeFileByFileWriter(path);  
        testWriter.writeFileByBufferWriter(path);  
    }  

    public void writeFileByFileWriter(String path){
        FileWriter fileWriter = null;  
        try {  
            fileWriter = new FileWriter(path,true);             
            //将字符串写入到流中，\r\n表示换行 
            //因为fileWriter不会自动换行
            fileWriter.write("本行是通过fileWriter加入的行\r\n");  
            //如果想马上看到写入效果，则需要调用w.flush()方法 
            fileWriter.flush();  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } finally {  
            if(fileWriter != null) {  
                try {  
                    fileWriter.close();  
                } catch (IOException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    }

    public void writeFileByBufferWriter(String path){
        File file = new File(path);  
        if (file.isFile()) {  
            BufferedWriter bufferedWriter = null;  
            FileWriter fileWriter = null;  
            try {  
                fileWriter = new FileWriter(file,true);  
                bufferedWriter = new BufferedWriter(fileWriter);  
                bufferedWriter.write("本行是通过bufferedWriter加入的行\r\n");  
                bufferedWriter.flush();  
            } catch (FileNotFoundException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } catch (IOException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } finally {  
                try {  
                    fileWriter.close();  
                    bufferedWriter.close();  
                } catch (IOException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    } 
}

我们先把readerTest.txt文件的内容清空，运行结果如下（不清空也行，只是运行结果博主的不一样）：

这里写图片描述

三、字节流实例

3.1、实例之前

再次声明之前提到过的“只要是处理纯文本数据，就要优先考虑使用字符流，除此之外都用字节流”。

这里博主贴出字节流类图结构，方便猿友阅读：

这里写图片描述

下面我们依旧以文件读写为例。

3.2、FileInputStream的使用

FileInputStream的构造方法：

（1）FileInputStream(File file) ：通过打开一个到实际文件的连接来创建一个 FileInputStream，该文件通过文件系统中的 File 对象 file 指定。

（2）FileInputStream(FileDescriptor fdObj) ：通过使用文件描述符 fdObj 创建一个 FileInputStream，该文件描述符表示到文件系统中某个实际文件的现有连接。

（3）FileInputStream(String name) 通过打开一个到实际文件的连接来创建一个 FileInputStream，该文件通过文件系统中的路径名 name 指定。

FileInputStream的常用方法：

（1）int available()：返回下一次对此输入流调用的方法可以不受阻塞地从此输入流读取（或跳过）的估计剩余字节数。

（2）void close()：关闭此文件输入流并释放与此流有关的所有系统资源。

（3）protected void finalize()：确保在不再引用文件输入流时调用其 close 方法。

（4）FileChannel getChannel()：返回与此文件输入流有关的唯一 FileChannel 对象。

（5）FileDescriptor getFD()：返回表示到文件系统中实际文件的连接的 FileDescriptor 对象，该文件系统正被此 FileInputStream 使用。

（6）int read()：从此输入流中读取一个数据字节。

（7）int 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。

（8）int 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。

（9）long skip(long n)：从输入流中跳过并丢弃 n 个字节的数据。

代码实例：

package java_io;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class TestFileInputStream {

    public static void main(String[] args) {  
        TestFileInputStream testFileInputStream = new TestFileInputStream();
        String path = "C:\\Users\\luoguohui\\Desktop\\readerTest.txt";  
        testFileInputStream.readFileByFileInputStream(path); 
    }

    public void readFileByFileInputStream(String path) {
        FileInputStream fileInputStream = null;
        try {
            // 创建文件输入流对象
            fileInputStream = new FileInputStream(path);
            // 设定读取的字节数
            int n = 1024;
            byte buffer[] = new byte[1024];
            // 读取输入流
            System.out.println("readFileByFileInputStream执行结果：");
            while ((fileInputStream.read(buffer, 0, n) != -1) && (n > 0)) {
                System.out.print(new String(buffer));
            }
            System.out.println();
        } catch (IOException ioe) {
            ioe.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关闭输入流
            if (fileInputStream != null) {
                try {
                    fileInputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

readerTest.txt内容：

这里写图片描述

运行结果：

这里写图片描述

3.3、FileOutputStream 的使用

FileOutputStream的构造方法：

（1）FileOutputStream(File file) ：创建一个向指定 File 对象表示的文件中写入数据的文件输出流。

（2）FileOutputStream(File file, boolean append) ：创建一个向指定 File 对象表示的文件中写入数据的文件输出流。append参数用来指定是否在原文件之后追加内容。

（3）FileOutputStream(FileDescriptor fdObj) ：创建一个向指定文件描述符处写入数据的输出文件流，该文件描述符表示一个到文件系统中的某个实际文件的现有连接。

（4）FileOutputStream(String name) ：创建一个向具有指定名称的文件中写入数据的输出文件流。

（5）FileOutputStream(String name, boolean append) ：创建一个向具有指定 name 的文件中写入数据的输出文件流。append参数用来指定是否在原文件之后追加内容。

FileOutputStream的常用方法：

（1）void close() ：关闭此输出流并释放与此流有关的所有系统资源。

（2）void flush() ：刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。

（3）void write(byte[] b) ：将 b.length 个字节从指定的字节数组写入此输出流。

（4）void write(byte[] b, int off, int len) ：将指定字节数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。

（6）abstract void write(int b) ：将指定的字节写入此输出流。

代码实例：

package java_io;

import java.io.FileOutputStream;

public class TestFileOutputStream {
   
    public static void main(String[] args) {  
        TestFileOutputStream testFileOutputStream = new TestFileOutputStream();
        String path = "C:\\Users\\luoguohui\\Desktop\\readerTest.txt";  
        testFileOutputStream.readFileByFileOutputStream(path); 
    }

    public void readFileByFileOutputStream(String path) {
        FileOutputStream fos = null;  
        try {  
            fos = new FileOutputStream(path,true);  
            String str = "这是使用FileOutputStream添加的内容\r\n";
            byte[] b = str.getBytes();
            fos.write(b);  
            fos.flush();
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();
        } finally {  
            try {  
                fos.close();  
            } catch (Exception e2) {  
                e2.printStackTrace();
            }  
        }  
    }
}