简介
键盘、内存、硬盘、外接设备等与电脑进行交互的数据
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。
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。
根据数据的类型分为: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1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出到目的地。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 off开始输出到此输出流。public abstract void write(int b)
:将指定的字节输出流。
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
有很多子类,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)
:创建文件输出流以写入由指定的 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:
- 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。
- 写出的整数被直接写在目的文件中。
- 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。
- 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off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",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); // 关闭资源 fos.close(); }
IO中write方法
- 我调用write方法写出数据的时候,JDK源代码中最终调用的方法是writeBytes()方法。
private native void writeBytes(byte b[], int off, int len, boolean append)throws IOException
- 方法是本地方法是和操作系统交互的方法。
- 操作系统本身就具有IO功能,因此JVM是调用操作系统中的功能实现数据的读写!
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 。
2.6 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 file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 fos = new FileInputStream(file); // 使用文件名称创建流对象 FileInputStream fos = 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,把数组变成字符串打印 System.out.println(new String(b)); } // 关闭资源 fis.close();}
错误数据d
,是由于最后一次读取时,只读取一个字节e
,数组中,上次读取的数据没有被完全替换,所以要通过len
,获取有效的字节,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();}
异常处理
在字节流的案例中,我们一直使用的是throws抛出异常。如果出现异常的话,程序将不会执行close()方法,因此异常需要使用try catch进行处理。
- try外声明变量,try内建立对象。
- 目的是提升变量的作用域。
- finally中进行资源释放。
- 进行流对象非空判断。
- 如果有多个流对象,单独进行释放
public static void main(String[] args){FileOutputStream fos = null; try{ fos.write(100); }catch(IOException ex){ ex.PrintStackTrace(); }finally{ if(fos!=null) try{ fos.close(); }catch(IOException ex){ ex.PrintStackTrace(); } }}
文件复制
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();}
字符流
当使用字节流读取文本文件时,可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时,可能不会显示完整的字符,那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供一些字符流类,以字符为单位读写数据,专门用于处理文本文件。
字符输入流Reader
java.io.Reader
抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类,可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。
public void close()
:关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。public int read()
: 从输入流读取一个字符。public int read(char[] cbuf)
: 从输入流中读取一些字符,并将它们存储到字符数组 cbuf中 。
FileReader类
java.io.FileReader
类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。
小贴士:
字符编码:字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。
idea中UTF-8
字节缓冲区:一个字节数组,用来临时存储字节数据。
构造方法
FileReader(File file)
: 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的File对象。FileReader(String fileName)
: 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的文件的名称。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。
- 构造举例,代码如下:
public class FileReaderConstructor throws IOException{ public static void main(String[] args) { // 使用File对象创建流对象 File file = new File("a.txt"); FileReader fr = new FileReader(file); // 使用文件名称创建流对象 FileReader fr = new FileReader("b.txt"); }}
读取字符数据
- 读取字符:
read
方法,每次可以读取一个字符的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1
,循环读取,代码使用演示:
public class FRRead { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileReader fr = new FileReader("read.txt"); // 定义变量,保存数据 int b ; // 循环读取 while ((b = fr.read())!=-1) { System.out.println((char)b); }// 关闭资源 fr.close(); }}
小贴士:虽然读取了一个字符,但是会自动提升为int类型。
- 使用字符数组读取:
read(char[] cbuf)
,每次读取b的长度个字符到数组中,返回读取到的有效字符个数,读取到末尾时,返回-1
,代码使用演示:
public class FRRead { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileReader fr = new FileReader("read.txt"); // 定义变量,保存有效字符个数 int len ; // 定义字符数组,作为装字符数据的容器 char[] cbuf = new char[2]; // 循环读取 while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) { System.out.println(new String(cbuf)); }// 关闭资源 fr.close(); }}
获取有效的字符改进,代码使用演示:
public class FISRead { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileReader fr = new FileReader("read.txt"); // 定义变量,保存有效字符个数 int len ; // 定义字符数组,作为装字符数据的容器 char[] cbuf = new char[2]; // 循环读取 while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) { System.out.println(new String(cbuf,0,len)); } // 关闭资源 fr.close(); }}
字符输出流Writer
java.io.Writer
抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类,将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。
public abstract 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 abstract void flush()
:刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字符被写出。public void write(int c)
:写出一个字符。public void write(char[] cbuf)
:将 b.length字符从指定的字符数组写出此输出流。public abstract void write(char[] b, int off, int len)
:从指定的字符数组写出 len字符,从偏移量 off开始输出到此输出流。public void write(String str)
:写出一个字符串。
FileWriter类
java.io.FileWriter
类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。
构造方法
FileWriter(File file)
: 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的File对象。FileWriter(String fileName)
: 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的文件的名称。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径,类似于FileOutputStream。
- 构造举例,代码如下:
public class FileWriterConstructor { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用File对象创建流对象 File file = new File("a.txt"); FileWriter fw = new FileWriter(file); // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("b.txt"); }}
基本写出数据
写出字符:write(int b)
方法,每次可以写出一个字符数据,代码使用演示:
public class FWWrite { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); // 写出数据 fw.write(97); // 写出第1个字符 fw.write('b'); // 写出第2个字符 fw.write('C'); // 写出第3个字符 fw.write(30000); // 写出第4个字符,中文编码表中30000对应一个汉字。 /* 【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。 如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。 */ // fw.close(); }}输出结果:abC田
小贴士:
- 虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字符的信息写出。
- 未调用close方法,数据只是保存到了缓冲区,并未写出到文件中。
关闭和刷新
因为内置缓冲区的原因,如果不关闭输出流,无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象,是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据,又想继续使用流,就需要flush
方法了。
flush
:刷新缓冲区,流对象可以继续使用。close
:关闭流,释放系统资源。关闭前会刷新缓冲区。
代码使用演示:
public class FWWrite { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); // 写出数据,通过flush fw.write('刷'); // 写出第1个字符 fw.flush(); fw.write('新'); // 继续写出第2个字符,写出成功 fw.flush(); // 写出数据,通过close fw.write('关'); // 写出第1个字符 fw.close(); fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed fw.close(); }}
小贴士:即便是flush方法写出了数据,操作的最后还是要调用close方法,释放系统资源。
写出其他数据
- 写出字符数组 :
write(char[] cbuf)
和write(char[] cbuf, int off, int len)
,每次可以写出字符数组中的数据,用法类似FileOutputStream,代码使用演示:
public class FWWrite { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); // 字符串转换为字节数组 char[] chars = "刺客伍六七".toCharArray(); // 写出字符数组 fw.write(chars); // 刺客伍六七 fw.write(b,2,2); // 关闭资源 fos.close(); }}
- 写出字符串:
write(String str)
和write(String str, int off, int len)
,每次可以写出字符串中的数据,更为方便,代码使用演示:
public class FWWrite { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); // 字符串 String msg = "刺客伍六七"; // 写出字符数组 fw.write(msg); fw.write(msg,2,2); // 关闭资源 fos.close(); }}
- 续写和换行:操作类似于FileOutputStream。
public class FWWrite { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象,可以续写数据 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt",true); // 写出字符串 fw.write("刺客"); // 写出换行 fw.write("\r\n"); // 写出字符串 fw.write("伍六七"); // 关闭资源 fw.close(); }}
小贴士:字符流,只能操作文本文件,不能操作图片,视频等非文本文件。
当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流