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[Java知识库]【JAVASE】IO流基础

🏠：博客首页： 进击的波吉
📕：今日分享的文章： 【JAVASE】IO流基础
💝：希望自己对源码的解读的可以帮助到大家🎈
🌱：Boji 还在努力学JavaSE ，如有疑问、疏漏之处，请多多指点🙏
??：自学成长的路上，感谢大家相伴！No hurry ， No Pause ！💝

1、文件

文件，对于我们并不陌生，文件是保存数据的地方，比如经常使用的word文档，txt文件，excel文件…都是文件。它既可以保存一张图片，也可以保存视频，声音…

1.2 文件流

文件在程序中是以流的形式来操作的
在这里插入图片描述

流：数据在数据源（文件）和程序（内存）之间经历的路径；

输入流：数据从数据源（文件）到程序（内存）的路径；

输出流：数据从程序（内存）到数据源（文件）的路径；

1.3 常用的文件操作

创建文件对象相关构造器和方法

new File（String pathname）//根据路径处理一个File对象
new File （String parent，String child）//根据父目录文件 + 子路径构建
new File （String parent， String child） // 根据父目录 + 子路径构建

在这里插入图片描述

目录的操作和文件的删除

mkdir创建一级目录，mkdirs创建多级目录，delete删除空目录或文件
代码示例：

// 方式1 new File(String pathname)
    @Test
    public void create01()  {
        String filepath = "e:\\new1.txt" ;
        File file = new File(filepath);

        try {
            file.createNewFile();
            System.out.println("文件创建成功");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //方式2 new File(File parent ,String child ) 根据父目录文件 + 子路径构建
    // e:\\news2.txt
    @Test
    public void create02() {
        File parentFile = new File("e:\\") ;
        String fileName = "news2.txt" ;
        //这里的file对象，在java程序中，只是一个java对象而已
        //只有执行了createFile 方法，才会真正的，在磁盘创建该文件
        File file = new File(parentFile, fileName);

        try {
            file.createNewFile() ;
            System.out.println("创建成功");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    // new File （String parent， String child） // 根据父目录 + 子路径构建
    @Test
    public void create03() {
        String parentPath = "e:\\" ;
        String filePath = "news3.txt";
        File file = new File(parentPath, filePath);
        try {
            file.createNewFile() ;
            System.out.println("创建成功 01");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

2、IO流原理

2.1 I/O基本介绍

I/O是input/Output的缩写，I/O技术是非常实用的技术，用于处理数据传输。如读/写文件，网络通讯等：
Java程序中，对于数据的输入和输出操作以“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，并通过方法输入和输出数据；
输入Input：读取外部数据（磁盘、光盘等存储设备数据)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；

2.2 流的分类

在这里插入图片描述

2.3 InputStream：字节输入流

在这里插入图片描述

2.3.1 FileInputStream：文件输入流

示例代码：

    //单个字节的读取效率低
    //使用 read(byte[] b)
    @Test
    public void readFile01() {
        String filePath = "e:\\news2.txt" ;
        int readData = 0 ;
        FileInputStream fileInputStream = null ;
        try {
            //创建 FileInputStream 对象，用于读取 文件
            fileInputStream = new FileInputStream(filePath);
            //从该输入流读取一个字节的数据。如果没有输入可用，从方法将阻止
            //如果返回-1，表示读取完毕
            while ((readData = fileInputStream.read()) != -1) {
                System.out.print((char)readData);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关闭文件流，释放资源
            try {
                fileInputStream.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

2.4 FileReader 和 FileWriter

在这里插入图片描述

2.5 节点流和处理流

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vL5VeKkp-1645089241772)(C:\Users\阿桂\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220208195512691.png)]$
$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jk4dHYWr-1645089241773)(C:\Users\阿桂\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220208195436996.png)]$

节点流和处理流的区别和联系

节点流是底层流/低级流，直接跟数据源相接；
处理流（包装流）包装节点流，既可以消除不同节点流的实现差异，也可以提供更方便的方法来完成输入输出；
处理流（包装流）对节点流进行包装，使用了修饰器设计模式，不会直接与数据源相连

处理流功能主要体现在以下两个方面:

1.性能的提高：主要以增加缓冲的方式来提高输入输出的效率；
2. 操作的便捷：处理流可能提供了一系列便捷的方法来一次输入输出大批量的数据，使用更加灵活便捷；

2.6 处理流

BufferedReader和BufferedWriter 属于字符流，是按照字符来读取数据的

public class BufferedReader_ {
    public static void main(String[] args) throws  Exception{
        //创建缓冲流对象，套接在指定的节点流基础上
        //注意：因为 Reader 和 Writer 是按字符读取，因此不能操作二进制文件（字节文件）,比如
        //图片，音乐，造成读取错误

        String filePath = "e:\\threadUse_.java" ;
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
        //读取
        String line ; //按行读取，效率高
        //说明：
        //1.bufferedReader.readLine() 是按行读取
        //2.当返回null时，表示文件读取完毕
        while((line = bufferedReader.readLine())!= null) {
            System.out.println(line);
        }

        //关闭流，只需要关闭 BufferedReader，因为底层会自动去关闭 节点流
        //FileReader
        bufferedReader.close();
    }
}

关闭处理流，只需要关闭外层流即可；

BufferedInputStream和BufferedOutputStream

BufferedInputStream是字节流，在创建 BufferedInputStream时，会创建一个内部缓冲区数组

BufferedOutputStream是字节流，实现缓冲的输出流，可以将多个字节写入底层的输出流中，而不必对每次字节写入调用底层系统

public class BufferedScreamCopy_ {
    public static void main(String[] args) {
        String src1FilePath = "e:\\boji.jpg" ;
        String des1FilePath = "d:\\boji.jpg" ;
        // 创建对象
        BufferedInputStream bis = null ;
        BufferedOutputStream bos = null ;

        try {
            // FileInputStream 是 InputStream 的子类
            bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(src1FilePath)) ;
            bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(des1FilePath)) ;

            //循环读取文件，并写入到 des1FilePath
            byte[] buff = new byte[1024] ;
            int readLen = 0 ;
             while ((readLen = bis.read(buff)) != -1) {
                 bos.write(buff, 0, readLen);
             }
            System.out.println("文件拷贝完毕..");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭流，关闭外层处理流，底层会去关闭节点流{
                try {
                    if( bis != null)
                        bis.close();
                    if (bos != null) {
                        bos.close();
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
    }

2.7 对象流

在这里插入图片描述
对象流 – ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream

看一个需求

将 int num =100 这个int 数据类型保存到文件中，注意不是100数字，而是 int 100 ，并且，能够从文件直接恢复 int 100 ;
将 Dog dog = new Dog（“小黄”, 3)这个dog对象保存到文件中，并且能够从从文件中恢复；
上面的要求，就是能够将基本数据类型或者对象进行序列化或反序列操作；

2.7.1 序列化和反序列化

序列化就是保存数据时，保存数据的值和数据类型；
反序列化就是在恢复数据时，恢复数据的值和类型；
需要让某个对象支持序列化机制，则必须让其类是可序列化的，为了让某个类是可序列化的，该类必须实现两个接口之一：
- Serializable // 这是一个标记接口，没有方法
- Exeternalizable //该接口有方法需要实现，因此一般实现上面的 Serializable 接口
$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-tMD4Yl8p-1645089741679)(C:\Users\阿桂\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220209161232527.png)]$

注意事项

读写顺序要一致
要求实现序列化和反序列话对象，需要实现Serialiable
序列化的类中建议添加 SerialVersionUID，为了提高版本的兼容性；
序列化对象时，默认将里面所有的序列化属性进行序列化，但除了static或transient修饰的成员
序列化对象时，要求里面属性的类型也需要实现序列化接口
序列化具备可继承性，也就是如果某类已经实现了序列化，则他的所有子类也已经默认实现了序列化

public class ObjectInputStream {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //序列化后，保存的文件格式，不是存文本，而是按照他的格式来保存
        String filePath = "e:\\data.dat" ;
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(filePath)) ;
        //序列化数据到 e:\\data.dat
        oos.writeInt(100); ; // int -> Integer (实现了 Serializable)
        oos.writeBoolean(true); // boolean -> Boolean
        oos.writeChar('a'); // char -> Character
        oos.writeDouble(8.5); // double -> Double
        oos.writeUTF("niHao"); //String

        oos.writeObject(new Dog1("jack", 10));

        oos.close();
        System.out.println("数据保存完毕(序列化形式)");

    }
}

public class ObjectOutputStream {
    public static void main(String[] args)throws Exception {
        //序列化后，保存的文件格式，不是存文本，而是按照他的格式来保存
        String filePath = "e:\\data.dat" ;

        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filePath)) ;

        //读取
        //1.读取(反序列化)的顺序需要和你保存数据(序列化)的顺序一致
        //2.否则会出现异常

        System.out.println(ois.readInt());
        System.out.println(ois.readBoolean());
        System.out.println(ois.readChar());
        System.out.println(ois.readDouble());
        System.out.println(ois.readUTF());
        //dog 的编译类型是 Object ，dog 的运行类型是 Dog
        Object dog = ois.readObject() ;
        System.out.println("运行类型=" + dog.getClass());
        System.out.println("dog信息=" + dog); // 底层 Object -> Dog

        // 如果需要调用Dog的方法,需要向下转型
        //需要我们将Dog类定义，拷贝到引用位置
        Dog dog2 = (Dog)dog ;
        System.out.println(dog2.getName());
        //关闭流，关闭外层流即可，底层会关闭 FIleInputStream 流
        ois.close();
    }
}