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IO概述

基本概念

首先我们需要理解的是什么是IO，从字面意思上来看，IO取的是Input和Output的首字母，也就是输入和输出的意思了，即数据的传输。这里的输入和输出是相对于内存等存储设备来说的，流向内存等存储设备是输入，流出内存等存储设备是输出！（IO又称IO流）

关于IO对进程的影响以及IO的同步和异步等本文不做介绍

IO的分类

知道了IO的基本概念后，对IO做一个分类，方便理解和使用。

根据数据的流向分：输入流和输出流

输出流：数据从内存等存储设备写到其他设备上
输入流：数据从其他设备上读取到内存等存储设备上

根据处理数据流的类型分：字符流和字节流

字符流：数据流以字符为单位进行传输
字节流：数据流以字节为单位进行传输

根据数据流的功能分：节点流和处理流

节点流：在某一个特定节点进行数据读写，直接连接数据源
处理流：对一个已存在的流进行连接和封装，通过所封装的流的功能调用实现数据读写，不直接连接数据源

基本介绍

字节流

我们都知道在计算机中所有的内容都是以二进制数字的形式存储的，也就是可以看作字节（计算机信息技术用于计量存储容量的一种计量单位，一个字节存储8位无符号数，储存的数值范围为0-255）。那么，从这里来看，我们传输任何数据都是可以以字节流进行的。

字节输出流

字节输出流是OutputStream，它是java.io.OutputStream抽象类，它定义了字节输出流中的有些基本的方法，其子类会有更加详细的具体功能的实现。下面介绍它的接种常见方法：

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 flush() ：刷新输出流，使缓存数据被写出来。
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) ：写 len字节指定字节数组中的偏移 off开始到输出流。
public abstract void write(int b) ：将指定的字节写入该输出流中。

close()方法是必须要调用的，因为IO流不能自动关闭，需要手动调用该方法以释放占用的资源

该抽象类有很多子类，下面介绍一个入门级且很常用的子类：FileOutputStream
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FilterOutputStream

文件输出流是File或FileDescriptor数据写入输出流。其目的是将数据写到文件中。

构造方法

FileOutputStream(File file) ：创建一个文件输出流写入指定的 File对象表示的文件。
FileOutputStream(File file, boolean append) ：创建一个文件输出流写入指定的 File对象表示的文件。
FileOutputStream(String name)：创建一个文件输出流，用指定的名称写入文件。
FileOutputStream(String name, boolean append) ：创建一个文件输出流，用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。

常用方法

void close() ：关闭此文件输出流并释放与此流关联的任何系统资源。
void write(byte[] b) ：写 b.length字节从指定的字节数组来此文件输出流。
void write(byte[] b, int off, int len) ：写 len字节指定字节数组中的起始偏移 off此文件输出流。
void write(int b) ：将指定的字节写入该文件输出流中。
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。

代码实例

import org.junit.Test;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.OutputStream;public class OutPutStreamDemo1 {    public static void main(String[] args) throws IOException { //创建操作文件输出流对象 OutputStream outputStream = new FileOutputStream("（你自己的文件位置）\\test.txt"); //向文件写入内容 outputStream.write(97); outputStream.write(98); outputStream.write(99); //关闭输出流 outputStream.close();    }    @Test    public void outFile01() throws Exception { //创建操作文件输出流对象 OutputStream out = new FileOutputStream("（你自己的文件位置）\\test.txt"); //写内容 byte[] b = "test".getBytes(); out.write(b); //关闭 out.close();    }    @Test    public void outFile02() throws Exception { //创建操作文件输出流对象 OutputStream out = new FileOutputStream("（你自己的文件位置）\\test.txt"); //写内容 byte[] b = "abcde".getBytes(); //write 第一个参数开始位置 索引 //      第二个参数 从开始位置几个字符 out.write(b,2,2); //关闭 out.close();    }    //追加操作    @Test    public void outFile03() throws Exception { //创建操作文件输出流对象 //可以实现追加 OutputStream out = new FileOutputStream("（你自己的文件位置）\\test.txt",true);  //写内容 byte[] b = "append".getBytes(); //write 第一个参数开始位置 索引 //      第二个参数 从开始位置几个字符 //out.write(b,0,6); out.write(b,2,2); //关闭 out.close();    }}

字节输入流

字节输入流是InputStream，它是java.io.InputStream抽象类，它定义了字节输入流中的有些基本的方法，其子类会有更加详细的具体功能的实现。下面介绍它的接种常见方法：

void close() ：关闭此输入流并释放与流关联的任何系统资源。
abstract int read() ：从输入流读取下一个数据字节。
int read(byte[] b) ：读取一定数量的字节从输入流并存入缓冲区阵列 b。
int read(byte[] b, int off, int len) ：读到 len字节从输入流读入字节数组数据。

close()方法是必须要调用的，因为IO流不能自动关闭，需要手动调用该方法以释放占用的资源

该抽象类有很多子类，下面介绍一个入门级且很常用的子类：FileInputStream
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FileInputStream

FileInputStream从文件系统中的文件获得输入的字节

构造方法

FileInputStream(File file) : 连接到实际的文件创建一个FileInputStream，文件在文件系统的 File对象 file命名。
FileInputStream(String name) ：连接到实际的文件创建一个FileInputStream，文件由文件系统中的路径名 name命名。

常用方法

void close() ：关闭此文件输入流并释放与流关联的任何系统资源。
int read() ：从这个输入流读取一个字节的数据。
int read(byte[] b) ：读到 b.length从输入流到字节数组数据字节。
int read(byte[] b, int off, int len) ：读到 len从输入流到字节数组数据字节。

代码实例

import org.junit.Test;import java.io.*;public class InPutStreamDemo1 {    public static void main(String[] args) throws Exception { //创建操作文件输入流对象 InputStream inputStream = new FileInputStream("F:\\study\\程序员学习\\尚硅谷\\尚硅谷-大数据大神班2021（JD）\\阶段一\\1.javase&mysql\\02Javase-王泽\\05-JavaSE-Map和文件与IO\\test.txt"); //读取文件内容 int read = inputStream.read(); System.out.println((char) read); //关闭 inputStream.close();    }    @Test    public void readFile01() throws Exception { //创建操作文件输入流对象 InputStream inputStream = new FileInputStream("F:\\study\\程序员学习\\尚硅谷\\尚硅谷-大数据大神班2021（JD）\\阶段一\\1.javase&mysql\\02Javase-王泽\\05-JavaSE-Map和文件与IO\\test.txt"); //定义变量 int b; //循环判断读取 while((b = inputStream.read())!=-1) {     System.out.println((char)b); } //关闭 inputStream.close();    }    @Test    public void readFile02() throws Exception { //创建操作文件输入流对象 InputStream inputStream = new FileInputStream("F:\\study\\程序员学习\\尚硅谷\\尚硅谷-大数据大神班2021（JD）\\阶段一\\1.javase&mysql\\02Javase-王泽\\05-JavaSE-Map和文件与IO\\test.txt"); //定义变量,保存数据 int len; //字节数组 byte[] b = new byte[1024]; //循环读取 while((len = inputStream.read(b))!=-1) {     System.out.println(new String(b)); } //关闭 inputStream.close();    }}

字符流

前面介绍的字节流可以实现所有形式的文件的读写，不过对于中文字符，当我们使用字节流的时候，因为一个中文字符占用多个字节存储，所以它可能会显示不完整的字符。为了解决这样一种问题，Java中使用专门的字符流来读取中文字符，处理文本文件。

字符流是以字符为单位进行数据的读写

字符输入流

字符输入流是Reader，它是所有的输入字符流的父类，它是一个抽象类，它定义了字节输入流中的有些基本的方法，其子类会有更加详细的具体功能的实现。下面介绍它的接种常见方法：

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中

该抽象类有很多子类，下面介绍一个入门级且很常用的子类：FileReader

FileReader类

FileReader 类是用来读取字符文件。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

字符编码：IDEA默认的是UTF-8，Windows系统的中文编码默认是GBK
字节缓冲区：指的是用来临时存储字节数据的一个字节数组

构造方法

FileReader(File file)：创建一个新的 FileReader ，创建要读取的File对象
FileReader(String fileName)：创建一个新的 FileReader ，指定读取文件的名称

常用方法

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中

代码实例

import org.junit.Test;import java.io.*;public class ReaderDemo {    @Test    public void demo1() throws Exception { Reader reader = new FileReader("你自己的文件位置\\test.txt"); //字符数组读取 char[] cbuf = new char[1024]; int len; while((len=reader.read(cbuf))!=-1) {     System.out.println(new String(cbuf,0,len)); } reader.close();    }    @Test    public void demo2() throws Exception { // 使用文件名称创建流对象 Writer fw = new FileWriter("你自己的文件位置\\test.txt"); // 字符串转换为字节数组 char[] chars = "test".toCharArray(); // 写出字符数组 fw.write(chars); // test // 关闭资源 fw.close();    }}

字符输出流

字符输入流是Writer，它是所有的输出字符流的父类，它是一个抽象类，它定义了字节输出流中的有些基本的方法，其子类会有更加详细的具体功能的实现。下面介绍它的接种常见方法：

void write(int c)：写入单个字符
void write(char[] cbuf) ：写入字符数组
abstract void write(char[] cbuf, int off, int len) ：写入字符数组的某一部分，off数组的开始索引,len写的字符个数
void write(String str) ：写入字符串
void write(String str, int off, int len) ：写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数
void flush() ：刷新该流的缓冲
void close() ：关闭此流，但要先刷新它

该抽象类有很多子类，下面介绍一个入门级且很常用的子类：FileWriter

FileWriter类

FileWriter类是用来写出字符到文件的类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

字符编码：IDEA默认的是UTF-8，Windows系统的中文编码默认是GBK
字节缓冲区：指的是用来临时存储字节数据的一个字节数组

构造方法

FileWriter(File file)：创建一个新的 FileWriter，确定读取的File对象。
FileWriter(String fileName)：创建一个新的 FileWriter，确定读取的文件名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream

常用方法

void write(int c)：写入单个字符
void write(char[] cbuf) ：写入字符数组
abstract void write(char[] cbuf, int off, int len) ：写入字符数组的某一部分，off数组的开始索引,len写的字符个数
void write(String str) ：写入字符串
void write(String str, int off, int len) ：写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数
void flush() ：刷新该流的缓冲，刷新后，写入才生效
void close() ：关闭流，如果不关闭则数据只是被保存到缓冲区，并没有保存到文件，也可以用使用刷新的方法

代码示例

import org.junit.Test;import java.io.File;import java.io.FileWriter;import java.io.IOException;public class WriterDemo {    @Test    public void test1() throws IOException { // 使用File对象创建流对象 File file = new File("a.txt"); FileWriter fw1 = new FileWriter(file); // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw2 = new FileWriter("b.txt"); System.out.println(fw1); System.out.println(fw2);    }    @Test    public void test2() throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("test1.txt"); fw.write(65); // 写出第1个字符 fw.write('b'); // 写出第2个字符 fw.write(30000); // 写出第3个字符，中文编码表中30000对应一个汉字 //fw.close(); //如果不关闭，则数据只是被保存到缓冲区，并没有保存到文件（也可以用flush） fw.flush();//用flush    }    @Test    public void test3() throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("test2.txt"); FileWriter fw1 = new FileWriter("test3.txt"); // 字符串转换为字节数组 char[] chars = "test测试".toCharArray(); // 写出字符数组 fw.write(chars); // 写出从索引1开始，2个字节 fw1.write(chars,1,2); fw.close(); //如果不关闭，则数据只是被保存到缓冲区，并没有保存到文件（也可以用flush） fw1.close(); //如果不关闭，则数据只是被保存到缓冲区，并没有保存到文件（也可以用flush）    }    @Test    public void test4() throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("test4.txt");  // 字符串 String str = "test字符串"; // 写出字符数组 fw.write(str); fw.close(); //如果不关闭，则数据只是被保存到缓冲区，并没有保存到文件（也可以用flush）    }  }

节点流

前面所提到的字符流和字节流都是节点流，他们都是直接作用于文件的流，除此之外，节点流一些，介绍如下：

文件进行处理的节点流：FileInputStream FileOutputStrean FileReader FileWriter
对字符串进行处理的节点流： StringReader StringWriter
对数组进行处理的节点流：ByteArrayInputStream ByteArrayOutputStreamCharArrayReader CharArrayWriter
对管道进行处理的节点流：PipedInputStream PipedOutputStream PipedReaderPipedWriter

处理流

处理流是在节点流的基础上又包了一层，然后对其进行操作。其主要目的是基于节点流进行操作，增强功能和性能。下面介绍三种常用处理流：

缓冲流：增加缓冲功能，避免频繁读写硬盘。
转换流：实现字节流和字符流之间的转换。
数据流：提供将基础数据类型写入到文件中，或者读取出来.

缓冲流

缓冲流，也叫高效流，它是通过对I/O进行缓冲，从而提升了性能，使其更加高效。所谓缓冲，是给I/O增加了缓冲区，通过缓冲区可以允许Java的I/O一次不只操作一个字符，提高了读写的效率。

按照数据类型分类：

字节缓冲流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream
字符缓冲流：BufferedReader，BufferedWriter

字节缓冲流

构造方法

public BufferedInputStream(InputStream in) ：创建一个缓冲输入流
public BufferedOutputStream(OutputStream out)：创建一个缓冲输出流

字节缓冲流的使用和字节流是基本一致的（如下图），只不过效率完全不一样。缓冲流相对于普通流来说，效率大大提高了。（文章过长，这里不做代码证明了）
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字符缓冲流

构造方法

public BufferedReader(Reader in) ：创建一个缓冲输入流
public BufferedWriter(Writer out)：创建一个缓冲输出流

当对于前面的字节缓冲流，字符缓冲流新增了两个特有的方法（其他的基本方法与普通流也是一致的）

BufferedReader：public String readLine(): 读一行文字
BufferedWriter：public void newLine(): 写一行行分隔符,由系统属性定义符号

代码示例

import org.junit.Test;import java.io.*;public class Buffered {    @Test    public void test1() throws IOException { // 创建流对象 BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("out.txt")); // 定义字符串,保存读取的一行文字 String line  = null; // 循环读取,读取到最后返回null while ((line = br.readLine())!=null) {     System.out.print(line); } // 释放资源 br.close();    }    @Test    public void test2() throws IOException { // 创建流对象 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt")); // 写出数据 bw.write("test"); // 写出换行 bw.newLine(); bw.write("缓冲流"); bw.newLine(); // 释放资源 bw.close();    }}

转换流

众所周知，计算机是以二进制数存储信息的，但是我们所看到的都是二进制数转换后的文字信息，这其中就涉及了字节到字符的转换操作，这就是我们要讨论的转换流。

按照数据的流向分类：

OutputStreamWriter类：将字符转为对应的字节
InputStreamReader类：读取字节，将其转为对应的字符

InputStreamReader类

它是Reader的子类，实现了字节流转为字符流的转换操作。

字符集可以指定，不指定使用默认的

构造方法

InputStreamReader(InputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

代码实例

import java.io.FileInputStream;import java.io.InputStreamReader;public class TestDemo {    public static void main(String[] args) throws Exception { // 定义文件路径,文件为gbk编码 String FileName = "你自己文件的位置\\test.txt"; // 创建流对象,默认UTF8编码 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName)); // 创建流对象,指定GBK编码 InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK"); // 定义变量,保存字符 int read; // 使用默认编码字符流读取,乱码 while ((read = isr.read()) != -1) {     System.out.print((char)read); } isr.close(); // 使用指定编码字符流读取,正常解析 while ((read = isr2.read()) != -1) {     System.out.print((char)read);// 大家好 } isr2.close();    }}

OutputStreamWriter类

它是Reader的子类，实现了字符流转为字节流的转换操作。

字符集可以指定，不指定使用默认的

构造方法

OutputStreamWriter(OutputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

代码实例

import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.OutputStreamWriter;public class TestDemo2 {    public static void main(String[] args) throws IOException { // 定义文件路径 String FileName = "你自己的文件\\out.txt"; // 创建流对象,默认UTF8编码 OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName)); // 写出数据 osw.write("DSyyds"); // 保存为6个字节 osw.close(); // 定义文件路径 String FileName2 = "你自己的文件\\out2.txt"; // 创建流对象,指定GBK编码 OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK"); // 写出数据 osw2.write("大数据"); osw2.close();    }}

数据流

前面的内容所设计的都是字符和字节，那针对于Java语言的基本数据类型和String的数据，上面两种流显然是不适用的，因此引入了数据流来解决这个问题。

按照数据流的方向分类：

DataInputStream类：数据输入流
DataOutputStream类：数据输出流

DataInputStream类

数据输入流，它是让应用程序读取原始java数据类型从底层输入流中的一个独立于机器的方式。

构造方法

DataInputStream(InputStream in) ：创建一个输入流InputStream使用指定的标。

代码实例

import org.junit.Test;import java.io.*;public class IoStreamDemo1 {    //读操作    @Test    public void readDataStream() throws Exception { //创建读数据流，把普通流包起来 DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(new FileInputStream("game.dat")); //读内容 String name = dataInputStream.readUTF(); char gender = dataInputStream.readChar(); //打印 System.out.println(name+","+gender); //数据流关闭 dataInputStream.close();    }}

DataOutputStream类

数据输出流，它可以让一个应用java写的原始数据类型在一个便携式的方式输出

构造方法

DataOutputStream(OutputStream out) ：创建一个新的数据输出流，将数据写入到指定的基本输出流中。

代码实例

import org.junit.Test;import java.io.*;public class IoStreamDemo1 {    //写操作    @Test    public void writeDataStream() throws Exception { //定义写入不同类型值 String name = "jack"; char gender = '男'; //创建写数据流，把普通流包起来 DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(new FileOutputStream("game.dat")); //写入内容 dataOutputStream.writeUTF(name); dataOutputStream.writeChar(gender); //数据流关闭 dataOutputStream.close();    }}

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IO概述

基本概念

IO的分类

基本介绍

字节流

字节输出流

FilterOutputStream

字节输入流

FileInputStream

字符流

字符输入流

FileReader类

字符输出流

FileWriter类

节点流

处理流

缓冲流

字节缓冲流

字符缓冲流

转换流

InputStreamReader类

OutputStreamWriter类

数据流

DataInputStream类

DataOutputStream类

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基本概念

IO的分类

基本介绍

字节流

字节输出流

FilterOutputStream

字节输入流

FileInputStream

字符流

字符输入流

FileReader类

字符输出流

FileWriter类

节点流

处理流

缓冲流

字节缓冲流

字符缓冲流

转换流

InputStreamReader类

OutputStreamWriter类

数据流

DataInputStream类

DataOutputStream类

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