概述
通过本篇笔记,整理 JAVA
体系中 IO
操作相关的知识点以及其使用场景等。
目录
- 概述
- 目录
- 主要内容
- 总结
主要内容
0x01:File类的使用
java.io.File
类: 文件和文件目录路径的抽象表示形式,与平台无关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。- 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,如果未使用该对象进行操作时,不会去校验该File
对象指向的路径的合法性。 File
对象可以作为参数传递给流的构造器
创建 File
对象的几种方法
-
public File(String pathname)
以
pathname
为路径创建File对象,可以是绝对路径或者相对路径,如果pathname
是相对路径,则默认的当前路径在系统属性user.dir
中存储。- 绝对路径: 是一个固定的路径,从盘符开始
- 相对路径: 是相对于某个位置开始
-
public File(String parent,String child)
以
parent
为父路径,child
为子路径创建File对象。 -
public File(File parent,String child)
根据一个父File对象和子文件路径创建File对象
路径分隔符:
-
路径中的每级目录之间用一个路径分隔符隔开。
-
路径分隔符和系统有关:
windows
和DOS
系统默认使用\
来表示UNIX(linux)
和URL
中使用/
来表示
-
Java
程序支持跨平台运行,因此路径分隔符要慎用。 -
为了解决这个隐患,
File
类提供了一个常量: -
public static final String separator
。根据操作系统,动态的提供分隔符。
举例:
*/
@Test
public void test1(){
//构造器1
File file1 = new File("hello.txt");//相对于当前module
File file2 = new File("D:\\workspace_idea1\\JavaSenior\\day08\\he.txt");
System.out.println(file1);
System.out.println(file2);
//构造器2:
File file3 = new File("D:\\workspace_idea1","JavaSenior");
System.out.println(file3);
//构造器3:
File file4 = new File(file3,"hi.txt");
System.out.println(file4);
}
常用方法
File类的获取功能:
-
public String getAbsolutePath()
: -
取绝对路径
-
public String getPath()
:获取路径
-
public String getName()
:获取名称
-
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()
:获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组
-
public File[] listFiles()
:获取指定目录下的所有文件或者文件目录的
File
数组
@Test
public void test2(){
File file1 = new File("hello.txt");
File file2 = new File("d:\\io\\hi.txt");
System.out.println(file1.getAbsolutePath());
System.out.println(file1.getPath());
System.out.println(file1.getName());
System.out.println(file1.getParent());
System.out.println(file1.length());
System.out.println(new Date(file1.lastModified()));
System.out.println();
System.out.println(file2.getAbsolutePath());
System.out.println(file2.getPath());
System.out.println(file2.getName());
System.out.println(file2.getParent());
System.out.println(file2.length());
System.out.println(file2.lastModified());
}
File类的重命名功能:
public boolean renameTo(File dest)
: 把文件重命名为指定的文件路径
/*
public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径
比如:file1.renameTo(file2)为例:
要想保证返回true,需要file1在硬盘中是存在的,且file2不能在硬盘中存在。
*/
@Test
public void test4(){
File file1 = new File("hello.txt");
File file2 = new File("D:\\io\\hi.txt");
boolean renameTo = file2.renameTo(file1);
System.out.println(renameTo);
}
File类的判断功能:
-
public boolean isDirectory()
:判断是否是文件目录
-
public boolean isFile()
:判断是否是文件
-
public boolean exists()
:判断是否存在
-
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
@Test
public void test5(){
File file1 = new File("hello.txt");
file1 = new File("hello1.txt");
System.out.println(file1.isDirectory());
System.out.println(file1.isFile());
System.out.println(file1.exists());
System.out.println(file1.canRead());
System.out.println(file1.canWrite());
System.out.println(file1.isHidden());
System.out.println();
File file2 = new File("d:\\io");
file2 = new File("d:\\io1");
System.out.println(file2.isDirectory());
System.out.println(file2.isFile());
System.out.println(file2.exists());
System.out.println(file2.canRead());
System.out.println(file2.canWrite());
System.out.println(file2.isHidden());
}
File类的创建功能:
-
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
注意事项:如果你创建文件或者文件目录没有写盘符路径, 那么, 默认在项目路径下。
@Test
public void test6() throws IOException {
File file1 = new File("hi.txt");
if(!file1.exists()){
//文件的创建
file1.createNewFile();
System.out.println("创建成功");
}else{//文件存在
file1.delete();
System.out.println("删除成功");
}
//文件目录的创建
File file1 = new File("d:\\io\\io1\\io3");
boolean mkdir = file1.mkdir();
if(mkdir){
System.out.println("创建成功1");
}
File file2 = new File("d:\\io\\io1\\io4");
boolean mkdir1 = file2.mkdirs();
if(mkdir1){
System.out.println("创建成功2");
}
}
File类的删除功能:
-
public boolean delete()
: 删除文件或者文件夹注意事项:
Java
中的删除不走回收站,直接对文件进行销毁。- 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
//要想删除成功,io4文件目录下不能有子目录或文件
File file3 = new File("D:\\io\\io1\\io4");
file3 = new File("D:\\io\\io1");
System.out.println(file3.delete());
0x02:IO流原理
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。Java
程序中,对于数据的输入/输出操作以 “流(stream)” 的方式进行。java.io
包下提供了各种 “流” 类和接口,用以获取不同种类的数据,并通过标准的方法输入或输出数据。
输入与输出
- 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
- 操作数据单位:字节流、字符流
- 数据的流向:输入流、输出流
- 流的角色:节点流、处理流
Java
的 IO
流共涉及 40
多个类,实际上非常规则,都是从如下 4
个
抽象基类派生的。并由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀。
(抽象基类) | 字节流 | 字符流 |
---|---|---|
输入流 | InputStream | Reader |
输出流 | OutputStream | Writer |
IO流的体系结构
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。
可以理解为在节点流的基础上做了一层封装,作用:加快流的传输速度,如下图
0x03:字符流
字符流中常用的两个操作类:FileReader
、FileWriter
读取
1、读入数据的基本操作
- ①
File
类的实例化 - ②
FileReader
流的实例化 - ③ 读入的操作
- ④ 资源的关闭
@Test
public void testFileReader(){
FileReader fr = null;
try {
//1.实例化File类的对象,指明要操作的文件
File file = new File("hello.txt");//相较于当前Module
//2.提供具体的流
fr = new FileReader(file);
//3.数据的读入
//read():返回读入的一个字符。如果达到文件末尾,返回-1
int data;
while((data = fr.read()) != -1){
System.out.print((char)data);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//4.流的关闭操作
try {
if(fr != null)
fr.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
总结
read()
的理解:返回读入的一个字符。如果达到文件末尾,返回-1
- 异常的处理:为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用
try-catch-finally
处理。 - 读入的文件一定要存在,否则就会报
FileNotFoundException
。
2、对 read()
操作升级:使用数组分段的接收数据
@Test
public void testFileReader1() {
FileReader fr = null;
try {
//1.File类的实例化
File file = new File("hello.txt");
//2.FileReader流的实例化
fr = new FileReader(file);
//3.读入的操作
//read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。如果达到文件末尾,返回-1
char[] cbuf = new char[5];
int len;
while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
//方式二:
//错误的写法,对应着方式一的错误的写法
//String str = new String(cbuf);
//System.out.print(str);
//正确的写法
String str = new String(cbuf,0,len);
System.out.print(str);
//方式一:
//错误的写法
//for(int i = 0;i < cbuf.length;i++){
// System.out.print(cbuf[i]);
//}
//正确的写法:每次读到几个就取几个
//for(int i = 0;i < len;i++){
// System.out.print(cbuf[i]);
//}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(fr != null){
//4.资源的关闭
try {
fr.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
写入
写入的基本使用如下例子
@Test
public void testFileWriter() {
FileWriter fw = null;
try {
//1.提供File类的对象,指明写出到的文件
File file = new File("hello1.txt");
//2.提供FileWriter的对象,用于数据的写出
fw = new FileWriter(file,false);
//3.写出的操作
fw.write("I have a dream!\n");
fw.write("you need to have a dream!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//4.流资源的关闭
if(fw != null){
try {
fw.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
总结:
-
File
对应的硬盘中的文件如果不存在,在输出的过程中,会自动创建此文件。 -
File
对应的硬盘中的文件如果存在:-
FileWriter(file,false) / FileWriter(file)
:对原有文件的覆盖
-
FileWriter(file,true)
:不会对原有文件覆盖,而是在原有文件基础上追加内容
-
实现 “文本” 文件的复制
- 1、创建File类的对象,指明读入和写出的文件
- 2、创建输入流和输出流的对象
- 3、数据读入和写出的操作
- 4、关闭流资源
@Test
public void testFileReaderFileWriter() {
FileReader fr = null;
FileWriter fw = null;
try {
//1.创建File类的对象,指明读入和写出的文件
File srcFile = new File("hello.txt");
File destFile = new File("hello2.txt");
//不能使用字符流来处理图片等字节数据
// File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
// File destFile = new File("爱情与友情1.jpg");
//2.创建输入流和输出流的对象
fr = new FileReader(srcFile);
fw = new FileWriter(destFile);
//3.数据的读入和写出操作
char[] cbuf = new char[5];
int len;//记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
//每次写出len个字符
fw.write(cbuf,0,len);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//4.关闭流资源
//关闭输出流
try {
if(fw != null)
fw.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
//关闭输入流
try {
if(fr != null)
fr.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
说明:字符流不能用来处理图片等字节数据
0x04:节点流(文件流)
- 对于文本文件 (.txt .java .c .cpp),使用字符流处理
- 对于非文本文件 (.jpg .mp3 .mp4 .avi .doc .ppt),使用字节流处理
使用字节流 FileInputStream
处理文本文件,在输出时可能出现乱码。如下例子
@Test
public void testFileInputStream() {
FileInputStream fis = null;
try {
//1. 造文件
File file = new File("hello.txt");
//2.造流
fis = new FileInputStream(file);
//3.读数据
byte[] buffer = new byte[5];
int len;//记录每次读取的字节的个数
while((len = fis.read(buffer)) != -1){
String str = new String(buffer,0,len);
System.out.print(str);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(fis != null){
//4.关闭资源
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
文件内容
helloworld123中国人
输出结果
helloworld123��国���
Process finished with exit code 0
原因:在 utf8
编码中,一个中文占 3
个字节,所以使用字节的方式去读取包含中文的 "文本类" 文件,可能会出现部分文字的字节丢失,而导致在输出具体内容时出现乱码。
如下例子,实现对图片的复制操作
@Test
public void testFileInputOutputStream() {
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
try {
//
File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
File destFile = new File("爱情与友情2.jpg");
//
fis = new FileInputStream(srcFile);
fos = new FileOutputStream(destFile);
//复制的过程
byte[] buffer = new byte[5];
int len;
while((len = fis.read(buffer)) != -1){
fos.write(buffer,0,len);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(fos != null){
//
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(fis != null){
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
将复制操作封装成方法
//指定路径下文件的复制
public void copyFile(String srcPath,String destPath){
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
try {
//
File srcFile = new File(srcPath);
File destFile = new File(destPath);
//
fis = new FileInputStream(srcFile);
fos = new FileOutputStream(destFile);
//复制的过程
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = fis.read(buffer)) != -1){
fos.write(buffer,0,len);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(fos != null){
//
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(fis != null){
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
测试复制一个视频文件
@Test
public void testCopyFile(){
long start = System.currentTimeMillis();
String srcPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\01-视频.avi";
String destPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\02-视频.avi";
//String srcPath = "hello.txt";
//String destPath = "hello3.txt";
copyFile(srcPath,destPath);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("复制操作花费的时间为:" + (end - start));//618
}
0x05:缓冲流
- BufferedInputStream:字节流的输入缓冲流
- BufferedOutputStream:字节流的输出缓冲流
- BufferedReader:字符流的输入缓冲流
- BufferedWriter:字节流的输出缓冲流
作用:提高流的读取、写入的速度
为了提高数据读写的速度, Java API
提供了带缓冲功能的流类,在使用这些流类时,会创建一个内部缓冲区数组,缺省使用 8192
个字节(8Kb)的缓冲区。
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:
使用 BufferedInputStream
和 BufferedOutputStream
实现对非文本文件的复制,并与节点流的读写速度对比,并将缓冲流的操作过程封装到方法
public void copyFileWithBuffered(String srcPath,String destPath){
BufferedInputStream bis = null;
BufferedOutputStream bos = null;
try {
//1.造文件
File srcFile = new File(srcPath);
File destFile = new File(destPath);
//2.造流
//2.1 造节点流
FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
//2.2 造缓冲流
bis = new BufferedInputStream(fis);
bos = new BufferedOutputStream(fos);
//3.复制的细节:读取、写入
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = bis.read(buffer)) != -1){
bos.write(buffer,0,len);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//4.资源关闭
//要求:先关闭外层的流,再关闭内层的流
if(bos != null){
try {
bos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(bis != null){
try {
bis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
说明:关闭外层流的同时,内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭,我们可以省略
执行方法
@Test
public void testCopyFileWithBuffered(){
long start = System.currentTimeMillis();
String srcPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\01-视频.avi";
String destPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\03-视频.avi";
copyFileWithBuffered(srcPath,destPath);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("复制操作花费的时间为:" + (end - start));
}
对比结果
- 节点流:618
- 缓冲流:176
处理方式对比
-
节点流
-
使用了缓冲流
使用 BufferedReader
和 BufferedWriter
实现文本文件的复制
@Test
public void testBufferedReaderBufferedWriter(){
BufferedReader br = null;
BufferedWriter bw = null;
try {
//创建文件和相应的流
br = new BufferedReader(new FileReader(new File("dbcp.txt")));
bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("dbcp1.txt")));
//读写操作
//方式一:使用char[]数组
// char[] cbuf = new char[1024];
// int len;
// while((len = br.read(cbuf)) != -1){
// bw.write(cbuf,0,len);
// bw.flush();
// }
//方式二:使用String
String data;
while((data = br.readLine()) != null){
//方法一:
// bw.write(data + "\n");//data中不包含换行符
//方法二:
bw.write(data);//data中不包含换行符
bw.newLine();//提供换行的操作
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//关闭资源
if(bw != null){
try {
bw.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(br != null){
try {
br.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
0x06:转换流
InputStreamReader
:将一个字节的输入流转换为字符的输入流
OutputStreamWriter
:将一个字符的输出流转换为字节的输出流
作用:提供字节流与字符流之间的转换
转换过程如下
解码:字节、字节数组 ---> 字符数组、字符串
编码:字符数组、字符串 ---> 字节、字节数组
1、InputStreamReader
的基本使用:
实现字节的输入流到字符的输入流的转换
此时处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally
@Test
public void test1() throws IOException {
FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
// InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);//使用系统默认的字符集
//参数2指明了字符集,具体使用哪个字符集,取决于文件dbcp.txt保存时使用的字符集
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");//使用系统默认的字符集
char[] cbuf = new char[20];
int len;
while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
String str = new String(cbuf,0,len);
System.out.print(str);
}
isr.close();
}
输出结果
由于该文件写入时使用的是 utf-8
编码,如果此时我们将转换流的编码指定为 gbk
,输出时则会出现乱码
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"gbk");//使用系统默认的字符集
2、综合使用 InputStreamReader
和 OutputStreamWriter
需求:读取时使用 utf-8
编码,在输出时使用 gbk
编码写入到另一个文件
此时处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally
@Test
public void test2() throws Exception {
//1.造文件、造流
File file1 = new File("dbcp.txt");
File file2 = new File("dbcp_gbk.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"utf-8");
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"gbk");
//2.读写过程
char[] cbuf = new char[20];
int len;
while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
osw.write(cbuf,0,len);
}
//3.关闭资源
isr.close();
osw.close();
}
字符编码
编码表的由来
计算机只能识别二进制数据,早期由来是电信号。为了方便应用计算机,让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示,并一一对应,形成一张表。这就是编码表。
常见的编码表
ISO8859-1
:拉丁码表。欧洲码表,用一个字节的8位表示。GB2312
:中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符GBK
:中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码Unicode
:国际标准码,融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。UTF-8
:变长的编码方式,可用1-4个字节来表示一个字符。
补充
Unicode
不完美,这里就有三个问题,一个是,我们已经知道,英文字母只用一个字节表示就够了,第二个问题是如何才能区别 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?第三个,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。
面向传输的众多 UTF(UCS Transfer Format)
标准出现了,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。 这是为传输而设计的编码,并使编码无国界,这样就可以显示全世界上所有文化的字符了。
Unicode
只是定义了一个庞大的、全球通用的字符集,并为每个字符规定了唯一确定的编号,具体存储成什么样的字节流,取决于字符编码方案。 推荐的 Unicode
编码是 UTF-8
和 UTF-16
0x07:标准输入、输出流、打印流、数据流
标准输入、输出流:
-
System.in
: 标准的输入流,默认从键盘输入System.in 的类型是
InputStream
-
System.out
:标准的输出流,默认从控制台输出System.out 的类型是
PrintStream
,其是OutputStream
的子类FilterOutputStream
的子类。
默认输入设备是: 键盘, 输出设备是:显示器
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)
练习:从键盘输入字符串,要求将读取到的整行字符串转成大写输出。然后继续进行输入操作,直至当输入“e”或者“exit” 时,退出程序。
-
方法一:使用
Scanner
实现,调用next()
返回一个字符串 -
方法二:使用
System.in
实现。System.in
---> 转换流 --->BufferedReader的readLine()
public static void main(String[] args) {
BufferedReader br = null;
try {
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
br = new BufferedReader(isr);
while (true) {
System.out.println("请输入字符串:");
String data = br.readLine();
if ("e".equalsIgnoreCase(data) || "exit".equalsIgnoreCase(data)) {
System.out.println("程序结束");
break;
}
String upperCase = data.toUpperCase();
System.out.println(upperCase);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (br != null) {
try {
br.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
输出结果
打印流:
该内容作为了解就可以了,实际开发中用得较少。
- 实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出
- 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
- 提供了一系列重载的
PrintStream ps = null;
try {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("D:\\IO\\text.txt"));
// 创建打印输出流,设置为自动刷新模式(写入换行符或字节 '\n' 时都会刷新输出缓冲区)
ps = new PrintStream(fos, true);
if (ps != null) {// 把标准输出流(控制台输出)改成文件
System.setOut(ps);
}
for (int i = 0; i <= 255; i++) { // 输出ASCII字符
System.out.print((char) i);
if (i % 50 == 0) { // 每50个数据一行
System.out.println(); // 换行
}
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (ps != null) {
ps.close();
}
}
数据流:
- 为了方便地操作
Java
语言的基本数据类型和String
的数据,可以使用数据流。 - 数据流有两个类: (用于读取和写出基本数据类型、
String
类的数据)DataInputStream
和DataOutputStream
- 分别 “套接” 在
InputStream
和OutputStream
子类的流上
- DataInputStream 中的方法
boolean readBoolean()
byte readByte()
char readChar()
float readFloat()
double readDouble()
short readShort()
long readLong()
int readInt()
String readUTF()
void readFully(byte[] b)
- DataOutputStream 中的方法
- 将上述的方法的
read
改为相应的write
即可。
- 将上述的方法的
练习:将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。
注意:处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally.
@Test
public void test3() throws IOException {
//1.
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"));
//2.
dos.writeUTF("刘建辰");
dos.flush();//刷新操作,将内存中的数据写入文件
dos.writeInt(23);
dos.flush();
dos.writeBoolean(true);
dos.flush();
//3.
dos.close();
}
将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中,保存在变量中。
@Test
public void test4() throws IOException {
//1.
DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"));
//2.
String name = dis.readUTF();
int age = dis.readInt();
boolean isMale = dis.readBoolean();
System.out.println("name = " + name);
System.out.println("age = " + age);
System.out.println("isMale = " + isMale);
//3.
dis.close();
}
注意点:读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时,保存的数据的顺序一致!
0x08:对象流
概述
ObjectInputStream
和 OjbectOutputSteam
用于存储和读取“基本数据类型”数据或“对象”的处理流。它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。
浅谈对象的序列化
序列化: 使用 ObjectOutputStream
类保存基本类型数据或对象。
反序列化: 使用 ObjectInputStream
类读取基本类型数据或对象。
注意:不能序列化 static
和transient
修饰的成员变量。
java的transient关键字为我们提供了便利,你只需要实现Serilizable接口,将不需要序列化的属性前添加关键字transient,序列化对象的时候,这个属性就不会序列化到指定的目的地中。
- 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。 - 序列化机制是
JavaEE
平台的基础: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。 - 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,该类必须实现如下两个接口之一。否则,会抛出
NotSerializableException
异常。- Serializable
- Externalizable
凡是实现 Serializable
接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量
-
private static final long serialVersionUID;
-
serialVersionUID
用来表明类的不同版本间的兼容性。 简言之,其目的是以序列化对象进行版本控制,有关各版本反序列化时是否兼容。 -
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。 故建议,对其进行显式声明。
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)
使用“对象流“序列化对象
序列化的过程
若某个类实现了 Serializable
接口,则该类的对象就是可序列化的:
- 1、创建一个
ObjectOutputStream
- 2、调用
ObjectOutputStream
对象的writeObject
(对象) 方法输出可序列化对象 - 3、注意写出一次,操作
flush()
一次
操作举例
@Test
public void testObjectOutputStream(){
ObjectOutputStream oos = null;
try {
//1.
oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
//2.
oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));
oos.flush();//刷新操作
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(oos != null){
//3.
try {
oos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
输出结果是一堆被序列化过的数据,需要通过反序列化的操作才能转为明文数据
- 1、创建一个
ObjectInputStream
- 2、调用
readObject()
方法读取流中的对象
强调: 如果某个类的属性不是基本数据类型或 String
类型,而是另一个引用类型,那么这个引用类型必须是可序列化的,否则拥有该类型的 Field
的类也不能序列化
反序列化操作举例
@Test
public void testObjectInputStream(){
ObjectInputStream ois = null;
try {
ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));
Object obj = ois.readObject();
String str = (String) obj;
System.out.println(str);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(ois != null){
try {
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
输出结果
我爱北京天安门
Process finished with exit code 0
自定义类的“序列化”和"反序列化"
自定义类需要满足以下几点要求,方可进行序列化操作
- 需要实现接口:
Serializable
- 当前类提供一个全局常量:
serialVersionUID
public class Person implements Serializable{
public static final long serialVersionUID = 475463534532L;
private String name;
private int age;
private int id;
private Account acct;
public Person(String name, int age, int id) {
this.name = name;
this.age = age;
this.id = id;
}
public Person(String name, int age, int id, Account acct) {
this.name = name;
this.age = age;
this.id = id;
this.acct = acct;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", id=" + id +
", acct=" + acct +
'}';
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public Person() {
}
}
除了当前 Person
类需要实现 Serializable
接口之外,还必须保证其内部所有属性也必须是可序列化的。(默认情况下,基本数据类型可序列化)
如上述的 Person
类中有一个成员变量是 Account
类型的,所以该类也需要声明为可序列化的,如下代码
class Account implements Serializable{
public static final long serialVersionUID = 4754534532L;
private double balance;
@Override
public String toString() {
return "Account{" +
"balance=" + balance +
'}';
}
public double getBalance() {
return balance;
}
public void setBalance(double balance) {
this.balance = balance;
}
public Account(double balance) {
this.balance = balance;
}
}
修改之前的代码,对 Person
对象进行序列化操作
/*
序列化过程:将内存中的java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
使用ObjectOutputStream实现
*/
@Test
public void testObjectOutputStream(){
ObjectOutputStream oos = null;
try {
//1.
oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
//2.
oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));
oos.flush();//刷新操作
oos.writeObject(new Person("王铭",23));
oos.flush();
oos.writeObject(new Person("张学良",23,1001,new Account(5000)));
oos.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(oos != null){
//3.
try {
oos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
执行上述的序列化代码后,我们对写处的序列化文件进行 “反序列化” 操作,并输出结果
/*
反序列化:将磁盘文件中的对象还原为内存中的一个java对象
使用ObjectInputStream来实现
*/
@Test
public void testObjectInputStream(){
ObjectInputStream ois = null;
try {
ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));
Object obj = ois.readObject();
String str = (String) obj;
Person p = (Person) ois.readObject();
Person p1 = (Person) ois.readObject();
System.out.println(str);
System.out.println(p);
System.out.println(p1);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(ois != null){
try {
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
输出结果
我爱北京天安门
Person{name='王铭', age=23, id=0, acct=null}
Person{name='张学良', age=23, id=1001, acct=Account{balance=5000.0}}
Process finished with exit code 0
补充:
ObjectOutputStream
和 ObjectInputStream
不能序列化 static
和transient
修饰的成员变量,反之,如果不想将指定成员进行序列化,则可以使用 transient
关键字进行修饰,例如
private transient int id;
0x09:随机储存文件流(RandomAccessFile)
概述
RandomAccessFile 声明在 java.io
包下,但直接继承于java.lang.Object
类。 并且它实现了DataInput
、 DataOutput
这两个接口,也就意味着这个类既可以读也可以写。
RandomAccessFile 类支持 “随机访问” 的方式,程序可以直接跳到文件的任意
地方来读、写文件。
- 支持只访问文件的部分内容
- 可以向已存在的文件后追加内容
RandomAccessFile
对象包含一个记录指针,用以标示当前读写处的位置。
RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针:
long getFilePointer()
: 获取文件记录指针的当前位置void seek(long pos)
: 将文件记录指针定位到pos
位置
构造器
- public RandomAccessFile(File file, String mode)
- public RandomAccessFile(String name, String mode)
创建 RandomAccessFile
类实例需要指定一个 mode
参数,该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式:
r
: 以只读方式打开rw
:打开以便读取和写入rwd
:打开以便读取和写入;同步文件内容的更新rws
: 打开以便读取和写入; 同步文件内容和元数据的更新
模式为只读 r
。则不会创建文件,而是会去读取一个已经存在的文件,
如果读取的文件不存在则会出现异常。
如果模式为 rw
读写。如果文件不存在则会去创建文件,如果存在则不会创建
使用举例
RandomAccessFile 直接继承于 java.lang.Object
类,实现了DataInput
和 DataOutput
接口,并且 RandomAccessFile
既可以作为一个输入流,又可以作为一个输出流。
如下例子
@Test
public void test1() {
RandomAccessFile raf1 = null;
RandomAccessFile raf2 = null;
try {
//1.
raf1 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情.jpg"),"r");
raf2 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情1.jpg"),"rw");
//2.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
raf2.write(buffer,0,len);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//3.
if(raf1 != null){
try {
raf1.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(raf2 != null){
try {
raf2.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
如果 RandomAccessFile
作为输出流时,写出到的文件如果不存在,则在执行过程中自动创建。如果写出到的文件 存在,则会对原有文件内容进行覆盖。(默认情况下,从头覆盖),如下例子
@Test
public void test2() throws IOException {
RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");
raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置
raf1.write("xyz".getBytes());//
raf1.close();
}
hello.txt 文件原有的内容
abcdefghi
运行上述代码后,由于将指针移动到了 3
所以原有的内容 def
被覆盖为了 xyz
,如下
abcxyzghi
可以通过相关的操作,实现 RandomAccessFile
“插入” 数据的效果
/*
使用RandomAccessFile实现数据的插入效果
*/
@Test
public void test3() throws IOException {
RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");
raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置
//保存指针3后面的所有数据到StringBuilder中
StringBuilder builder = new StringBuilder((int) new File("hello.txt").length());
byte[] buffer = new byte[20];
int len;
while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
builder.append(new String(buffer,0,len)) ;
}
//调回指针,写入“xyz”
raf1.seek(3);
raf1.write("xyz".getBytes());
//将StringBuilder中的数据写入到文件中
raf1.write(builder.toString().getBytes());
raf1.close();
}
文件原有的内容为
abcxyzghi
执行上述代码后,将指针移动到了 3
的位置,并且在 xyz
前面插入了字符串 666
abc666xyzghi
思考:将 StringBuilder
替换为 ByteArrayOutputStream
应用场景
我们可以用 RandomAccessFile
这个类,来实现一个多线程断点下载的功能,用过下载工具的朋友们都知道,下载前都会建立两个临时文件,一个是与被下载文件大小相同的空文件,另一个是记录文件指针的位置文件,每次暂停的时候,都会保存上一次的指针,然后断点下载的时候,会继续从上一次的地方下载,从而实现断点下载或上传的功能,有兴趣的朋友们可以自己实现下。
0x0A:流的基本应用小节
- 流是用来处理数据的。
- 处理数据时,一定要先明确数据源,与数据目的地
- 数据源可以是文件,可以是键盘。
- 数据目的地可以是文件、显示器或者其他设备。
- 而流只是在帮助数据进行传输,并对传输的数据进行处理,比如过滤处理、转换处理等。
0x0B:NIO.2中Path、 Paths、 Files类的使用
什么是NIO?
Java NIO (New IO, Non-Blocking IO) 是从 Java 1.4
版本开始引入的一套新
的 IO API
,可以替代标准的 Java IO API
。 NIO与原来的 IO
有同样的作用和目的,但是使用的方式完全不同, NIO
支持面向缓冲区的(IO是面向流的)、基于通道的 IO
操作。 NIO
将以更加高效的方式进行文件的读写操作。
Java API
中提供了两套 NIO
, 一套是针对标准输入输出 NIO
, 另一套就是网络编程NIO。
java.nio.channels.Channel
FileChannel
: 处理本地文件SocketChannel
: TCP网络编程的客户端的ChannelServerSocketChannel
: TCP网络编程的服务器端的ChannelDatagramChannel
: UDP网络编程中发送端和接收端的Channel
NIO. 2
随着 JDK 7
的发布, Java
对 NIO
进行了极大的扩展,增强了对文件处理和文件系统特性的支持,以至于我们称他们为 NIO.2
。因为 NIO
提供的一些功能, NIO
已经成为文件处理中越来越重要的部分。
Path、 Paths和Files核心API
早期的 Java
只提供了一个File类来访问文件系统,但 File
类的功能比较有限,所提供的方法性能也不高。而且, 大多数方法在出错时仅返回失败,并不会提供异常信息。
NIO. 2
为了弥补这种不足,引入了 Path
接口,代表一个平台无关的平台路径,描述了目录结构中文件的位置。 Path
可以看成是 File
类的升级版本,实际引用的资源也可以不存在。
在以前IO操作都是这样写的:
import java.io.File;
File file = new File("index.html");
但在JDK7
出现之后,我们可以这样写:
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;z
Path path = Paths.get("index.html");
同时, NIO.2 在 java.nio.file
包下还提供了 Files
、 Paths
工具类, Files
包含了大量静态的工具方法来操作文件; Paths
则包含了两个返回Path
的静态工厂方法。如下
Paths 类提供的静态 get()
方法用来获取 Path
对象:
-
static Path get(String first, String … more)
用于将多个字符串串连成路径
-
static Path get(URI uri)
返回指定uri对应的Path路径
Path 常用方法
-
String toString()
:返回调用 Path 对象的字符串表示形式
-
boolean startsWith(String path)
:判断是否以 path 路径开始
-
boolean endsWith(String path)
:判断是否以 path 路径结束
-
boolean isAbsolute()
:判断是否是绝对路径
-
Path getParent()
:返回Path对象包含整个路径,不包含 Path 对象指定的文件路径
-
Path getRoot()
:返回调用 Path 对象的根路径
-
Path getFileName()
:返回与调用 Path 对象关联的文件名
-
int getNameCount()
:返回Path 根目录后面元素的数量
-
Path getName(int idx)
:返回指定索引位置 idx 的路径名称
-
Path toAbsolutePath()
:作为绝对路径返回调用 Path 对象
-
Path resolve(Path p)
:合并两个路径,返回合并后的路径对应的Path对象
-
File toFile()
:将Path转化为File类的对象
Files类常用的方法
-
Path copy(Path src, Path dest, CopyOption … how) :
文件的复制
-
Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> … attr) :
创建一个目录
-
Path createFile(Path path, FileAttribute<?> … arr) :
创建一个文件
-
void delete(Path path) :
删除一个文件/目录,如果不存在,执行报错
-
void deleteIfExists(Path path) :
Path对应的文件/目录如果存在,执行删除
-
Path move(Path src, Path dest, CopyOption…how) :
将 src 移动到 dest 位置
-
long size(Path path) :
返回 path 指定文件的大小
Files常用方法:用于判断
-
boolean exists(Path path, LinkOption … opts)
:判断文件是否存在
-
boolean isDirectory(Path path, LinkOption … opts)
:判断是否是目录
-
boolean isRegularFile(Path path, LinkOption … opts)
:判断是否是文件
-
boolean isHidden(Path path)
:判断是否是隐藏文件
-
boolean isReadable(Path path)
:判断文件是否可读
-
boolean isWritable(Path path)
:判断文件是否可写
-
boolean notExists(Path path, LinkOption … opts)
:判断文件是否不存在
Files常用方法:用于操作内容
-
SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption…how)
获取与指定文件的连接, how 指定打开方式。
-
DirectoryStream<Path> newDirectoryStream(Path path)
:打开 path 指定的目录
-
InputStream newInputStream(Path path, OpenOption…how)
获取 InputStream 对象
-
OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption…how)
获取 OutputStream 对象
总结
通过对本篇笔记的整理,巩固了对 JAVA
基础体系中的常用的 IO
流、NIO
等以及常用的工具类、方法等,以便后续在实际开发的过程中可以用作参考。