Java（十一）IO流

Java Java笔记
Java
发布日期:   2022-06-30
文章字数:   3.5k

File类

说明

  1. 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

  2. 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。

  3. 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，但是Java程序中的一个File对象，可能没有一个真实存在的文件或目录。

  4. File对象可以作为参数传递给流的构造器

构造器

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，相对路径的当前路径在系统属性user.dir中存储。

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

路径分隔符和系统有关：

windows和DOS系统默认使用“\”来表示

UNIX和URL使用“/”来表示

File类提供了一个常量解决分隔符统一：

public static final String separator。根据操作系统，动态的提供分隔符

File file2 = new File(“d:” + File.separator + “atguigu” + File.separator + “info.txt”);

方法

File类的获取功能

public String getAbsolutePath()：获取绝对路径

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

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

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

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。

File类的删除功能

public boolean delete()：删除文件或者文件夹

删除注意事项：Java中的删除不走回收站。

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

IO流

Google I/O 寓为“开放中创新” (Innovation in the Open)

Input/Output

二进制1,0

分类

按操作数据单位不同分为：字节流(8 bit)，字符流(16 bit)

按数据流的流向不同分为：输入流，输出流

按流的角色的不同分为：节点流，处理流

  1. 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。

  2. 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

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。

InputStream & Reader

InputStream 和Reader 是所有输入流的基类。

InputStream（典型实现：FileInputStream）

int read()

int read(byte[] b)

int read(byte[] b, int off, int len)

Reader（典型实现：FileReader）

int read()

int read(char [] c)

int read(char [] c, int off, int len)

程序中打开的文件IO 资源不属于内存里的资源，垃圾回收机制无法回收该资源，所以应该显式关闭文件IO 资源。

OutputStream & Writer

void write(int b/int c);

void write(byte[] b/char[] cbuf);

void write(byte[] b/char[] buff, int off, int len);

void flush();

void close(); 需要先刷新，再关闭此流

因为字符流以字符作为操作单位，所以Writer可以用字符串来替换字符数组

void write(String str);

void write(String str, int off, int len);

read的理解

Java 下 IO 中 FileReader 和 FileInputStream 分别是以字符和字节的形式来完成数据的读取的，然而返回值确是 int 类型的数据，这样做的核心目的只是要取到到一个 int 类型下的 -1 来表示数据流的末尾。为什么要这样做？又是怎么实现的呢？

首先看FileReader ：

FileReader fr = new FileReader("src.txt");

int ch = fr.read();

如上面的代码，FileReader 的 read 方法返回值是一个 int 类型的变量来接收的，然而 read 方法在实际中却是以字符形式来进行数据的读取的。通过上面的基本数据类型的取值范围我们能发现 char 类型数据的取值范围为 0 ~ 65535 ，也就是说 char 类型数据是取不到负值的；int 类型数据的取值范围为 -2147483648 ~ 2147483647 ，可以取到负值；同时 int 的取值范围又包含 char 的取值范围，这就为使用 int 作为返回值类型提供了可能，因为流需要一个特殊的值来表示流末尾，这个值不应该在 char 的取值范围内，如果使用 char 取值范围内的值作为流末尾标志，那么这个值同样有可能出现在数据流中间作为数据来传输，流在读到这个值的时候会认为已经到达流末尾，后面未读取的数据将被截断。所以 Java 中选择了使用 -1 来作为流末尾，这个值不在 char 的取值范围内，所以不存在数据截断，然而 -1 又在 int 的取值范围内，同时 int 的取值范围包含 char 的取值范围，所以 FileReader 下 read 方法返回的 char 类型数据直接转为了 int 类型。

再看FileInputStream ：

FileInputStream fis = new FileInputStream("src.txt");

int b = fis.read();

同理FileInputStream 也需要一个自己取不到的值来作为流末尾的标志，Java 同样使用 -1 来作为字节流的流末尾，从上面基本数据类型的取值范围我们可以看到 byte 的取值范围为 -128 ~ 127 ，这就意味走着 byte 可以取到 -1 ，如果把 -1 直接当作 int 作为流末尾，那么就无法区分这个读到的结果是流末尾还是流中的数据了，那么 Java 是如何实现取值 -1 的呢？在 Java 内部，Java 通过高位补 0 来实现数据从 byte 到 int 的转换，举个例子：

-1 在 byte 类型和 int 类型中都可以取到，-1 在 byte 类型下的二进制存储形式为 11111111 ，然而使用 read 方法的时候，Java 内部将 byte 的高位补 0 将 byte 转为 int 类型，所以 byte 类型的 -1 在 int 类型下的二进制存储形式为 00000000 00000000 00000000 11111111，对应的 int 值为 255，通过高位补 0 ，所有 byte 类型的负数都转为了正数。然而在使用这些读到的 byte 数据时，只要将这些数据从 int 强转回 byte 即可得到原有的数据。所以就可以使用 -1 来作为流末尾的标志，因为 Java 内部将 byte 的负数通过高位补 0 将其转换为了正数。

节点流（或文件流）

  1. 可以省略new File，因为FileReader会自动封装

  2. 1024是因为通常设置10位二进制

  1. 定义文件路径时，注意：可以用“/”或者“\”。

  2. 写入一个文件时，如果使用构造器FileOutputStream(file)，则目录下有同名文件将被覆盖。

  3. 如果使用FileOutputStream(file,true)，则同名文件不会被覆盖，在文件内容末尾追加内容。

  4. 在读取文件时，必须保证该文件已存在，否则报异常。

  5. 字节流操作字节，比如：.mp3，.avi，.rmvb，mp4，.jpg，.doc，.ppt

字符流操作字符，只能操作普通文本文件。最常见的文本文件：.txt，.java，.c，.cpp 等语言的源代码。尤其注意.doc,excel,ppt这些不是文本文件。

  1. 可以用stream复制文本，但是不能中途查看会乱码,其他操作不可以.

缓冲流

  1. 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。

  2. 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：

BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream

BufferedReader 和 BufferedWriter

  1. 当读取数据时，数据按块读入缓冲区，其后的读操作则直接访问缓冲区

  2. 当使用BufferedInputStream读取字节文件时，BufferedInputStream会一次性从文件中读取8192个(8Kb)，存在缓冲区中，直到缓冲区装满了，才重新从文件中读取下一个8192个字节数组。

  3. 向流中写入字节时，不会直接写到文件，先写到缓冲区中直到缓冲区写满， BufferedOutputStream才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用方法flush()可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流

  4. 关闭流的顺序和打开流的顺序相反。只要关闭最外层流即可，关闭最外层流也会相应关闭内层节点流

  5. flush()方法的使用：手动将buffer中内容写入文件

  6. 如果是带缓冲区的流对象的close()方法，不但会关闭流，还会在关闭流之前刷新缓冲区，关闭后不能再写出

转换流

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换

Java API提供了两个转换流：

InputStreamReader：将InputStream转换为Reader

OutputStreamWriter：将Writer转换为OutputStream

字节流中的数据都是字符时，转成字符流操作更高效。

很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题。实现编码和解码的功能

6.输入、输出流
System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备

默认输入设备是：键盘，输出设备是：显示器

System.in的类型是InputStream

System.out的类型是PrintStream，其是OutputStream的子类FilterOutputStream 的子类

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)

打印流

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

数据流

对象流

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。

序列化：用ObjectOutputStream类保存基本类型数据或对象的机制

反序列化：用ObjectInputStream类读取基本类型数据或对象的机制

ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量

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。因此序列化机制是JavaEE 平台的基础

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，

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)。防止序列化后，该类被修改了，反序列找不到类了。

path

文章作者: Luan-bx
文章链接: https://luan-bx.github.io/2022/06/30/javanotes/java11/
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