Java IO流學習總結一：輸入輸出流

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本文出自【趙彥軍的博客】

Java流類圖結構：

流的概念和作用

流是一組有順序的，有起點和終點的字節集合，是對數據傳輸的總稱或抽象。即數據在兩設備間的傳輸稱為流，流的本質是數據傳輸，根據數據傳輸特性將流抽象為各種類，方便更直觀的進行數據操作。

IO流的分類

• 根據處理數據類型的不同分為：字符流和字節流
• 根據數據流向不同分為：輸入流和輸出流

字符流和字節流

字符流的由來： 因為數據編碼的不同，而有了對字符進行高效操作的流對象。本質其實就是基於字節流讀取時，去查了指定的碼表。 字節流和字符流的區別：

• 讀寫單位不同：字節流以字節（8bit）為單位，字符流以字符為單位，根據碼表映射字符，一次可能讀多個字節。

• 處理對象不同：字節流能處理所有類型的數據（如圖片、avi等），而字符流只能處理字符類型的數據。

• 字節流：一次讀入或讀出是8位二進制。

• 字符流：一次讀入或讀出是16位二進制。

設備上的數據無論是圖片或者視頻，文字，它們都以二進制存儲的。二進制的最終都是以一個8位為數據單元進行體現，所以計算機中的最小數據單元就是字節。意味着，字節流可以處理設備上的所有數據，所以字節流一樣可以處理字符數據。

結論：只要是處理純文本數據，就優先考慮使用字符流。 除此之外都使用字節流。

輸入流和輸出流

輸入流只能進行讀操作，輸出流只能進行寫操作，程序中需要根據待傳輸數據的不同特性而使用不同的流。

輸入字節流 InputStream

• InputStream 是所有的輸入字節流的父類，它是一個抽象類。
• ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三種基本的介質流，它們分別從Byte 數組、StringBuffer、和本地文件中讀取數據。
• PipedInputStream 是從與其它線程共用的管道中讀取數據，與Piped 相關的知識后續單獨介紹。
• ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子類都是裝飾流（裝飾器模式的主角）。

輸出字節流 OutputStream

• OutputStream 是所有的輸出字節流的父類，它是一個抽象類。
• ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是兩種基本的介質流，它們分別向Byte 數組、和本地文件中寫入數據。
• PipedOutputStream 是向與其它線程共用的管道中寫入數據。
• ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子類都是裝飾流。

總結：

• 輸入流：InputStream或者Reader：從文件中讀到程序中；
• 輸出流：OutputStream或者Writer：從程序中輸出到文件中；

節點流

節點流：直接與數據源相連，讀入或讀出。
直接使用節點流，讀寫不方便，為了更快的讀寫文件，才有了處理流。

常用的節點流

• 父　類 ：InputStream 、OutputStream、 Reader、 Writer
• 文　件 ：FileInputStream 、 FileOutputStrean 、FileReader 、FileWriter 文件進行處理的節點流
• 數　組 ：ByteArrayInputStream、 ByteArrayOutputStream、 CharArrayReader 、CharArrayWriter 對數組進行處理的節點流（對應的不再是文件，而是內存中的一個數組）
• 字符串 ：StringReader、 StringWriter 對字符串進行處理的節點流
• 管　道 ：PipedInputStream 、PipedOutputStream 、PipedReader 、PipedWriter 對管道進行處理的節點流

處理流

處理流和節點流一塊使用，在節點流的基礎上，再套接一層，套接在節點流上的就是處理流。如BufferedReader.處理流的構造方法總是要帶一個其他的流對象做參數。一個流對象經過其他流的多次包裝，稱為流的鏈接。

常用的處理流

• 緩沖流：BufferedInputStrean 、BufferedOutputStream、 BufferedReader、 BufferedWriter 增加緩沖功能，避免頻繁讀寫硬盤。
• 轉換流：InputStreamReader 、OutputStreamReader實現字節流和字符流之間的轉換。
• 數據流： DataInputStream 、DataOutputStream 等-提供將基礎數據類型寫入到文件中，或者讀取出來。

轉換流

InputStreamReader 、OutputStreamWriter 要InputStream或OutputStream作為參數，實現從字節流到字符流的轉換。

構造函數

InputStreamReader(InputStream);        //通過構造函數初始化，使用的是本系統默認的編碼表GBK。
InputStreamWriter(InputStream,String charSet);   //通過該構造函數初始化，可以指定編碼表。
OutputStreamWriter(OutputStream);      //通過該構造函數初始化，使用的是本系統默認的編碼表GBK。
OutputStreamwriter(OutputStream,String charSet);   //通過該構造函數初始化，可以指定編碼表。

實戰演練

• FileInputStream類的使用：讀取文件內容

package com.app;

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

public class A1 {

	public static void main(String[] args) {
		A1 a1 = new A1();
	
		//電腦d盤中的abc.txt 文檔
		String filePath = "D:/abc.txt" ;
		String reslut = a1.readFile( filePath ) ;
        System.out.println( reslut ); 
	}


	/**
	 * 讀取指定文件的內容
	 * @param filePath ： 文件的路徑
	 * @return  返回的結果
	 */
	public String readFile( String filePath ){
		FileInputStream fis=null;
		String result = "" ;
		try {
			// 根據path路徑實例化一個輸入流的對象
			fis  = new FileInputStream( filePath );

			//2. 返回這個輸入流中可以被讀的剩下的bytes字節的估計值；
			int size =  fis.available() ;
			//3. 根據輸入流中的字節數創建byte數組；
			byte[] array = new byte[size];
			//4.把數據讀取到數組中；
			fis.read( array ) ; 

			//5.根據獲取到的Byte數組新建一個字符串，然后輸出；
			result = new String(array);	

		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally{
			if ( fis != null) {
				try {
					fis.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}

		return result ;
	}


}

• FileOutputStream 類的使用：將內容寫入文件

package com.app;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class A2 {

	public static void main(String[] args) {
		A2 a2 = new A2();

		//電腦d盤中的abc.txt 文檔
		String filePath = "D:/abc.txt" ;

		//要寫入的內容
		String content = "今天是2017/1/9,天氣很好" ;
		a2.writeFile( filePath , content  ) ;

	}

	/**
	 * 根據文件路徑創建輸出流
	 * @param filePath ： 文件的路徑
	 * @param content : 需要寫入的內容
	 */
	public void writeFile( String filePath , String content ){
		FileOutputStream fos = null ;
		try {
			//1、根據文件路徑創建輸出流
			fos  = new FileOutputStream( filePath );

			//2、把string轉換為byte數組；
			byte[] array = content.getBytes() ;
			//3、把byte數組輸出；
			fos.write( array );

		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally{
			if ( fos != null) {
				try {
					fos.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}


}

注意：

1. 在實際的項目中，所有的IO操作都應該放到子線程中操作，避免堵住主線程。
2. FileInputStream在讀取文件內容的時候，我們傳入文件的路徑（"D:/abc.txt" ）, 如果這個路徑下的文件不存在，那么在執行readFile()方法時會報FileNotFoundException 異常。
3. FileOutputStream在寫入文件的時候，我們傳入文件的路徑（"D:/abc.txt" ）, 如果這個路徑下的文件不存在，那么在執行writeFile()方法時, 會默認給我們創建一個新的文件。還有重要的一點，不會報異常。

效果圖：

• 綜合練習，實現復制文件，從D盤復制到E盤

package com.app;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class A3 {

	public static void main(String[] args) {
		A3 a2 = new A3();

		//電腦d盤中的cat.png 圖片的路徑
		String filePath1 = "D:/cat.png" ;

		//電腦e盤中的cat.png 圖片的路徑
		String filePath2 = "E:/cat.png" ;

		//復制文件
		a2.copyFile( filePath1 , filePath2 );

	}

	/**
	 * 文件復制 
	 * @param filePath_old : 需要復制文件的路徑
	 * @param filePath_new : 復制文件存放的路徑
	 */
	public void copyFile( String filePath_old  , String filePath_new){
		FileInputStream fis=null ;
		FileOutputStream fout = null ;
		try {
			// 根據path路徑實例化一個輸入流的對象
			fis  = new FileInputStream( filePath_old );

			//2. 返回這個輸入流中可以被讀的剩下的bytes字節的估計值；
			int size =  fis.available() ;
			//3. 根據輸入流中的字節數創建byte數組；
			byte[] array = new byte[size];
			//4.把數據讀取到數組中；
			fis.read( array ) ; 

			//5、根據文件路徑創建輸出流
			fout = new FileOutputStream( filePath_new ) ;
			
			//5、把byte數組輸出；
			fout.write( array );

		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally{
			if ( fis != null) {
				try {
					fis.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if ( fout != null ) {
				try {
					fout.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}	
			}
		}
	}
}