一、IO流
1.1 IO的概述
IO流介绍
- IO：输入/输出(Input/Output)
- 流：是一种抽象概念，是对数据传输的总称。也就是说数据在设备间的传输称为流，流的本质是数据传输
- IO流就是用来处理设备间数据传输问题的。常见的应用：文件复制；文件上传；文件下载
1.2 IO的分类
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。
格局数据的类型分为：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。
1.3 IO流的使用场景
- 如果操作的是纯文本文件，优先使用字符流
- 如果操作的是图片、视频、音频等二进制文件。优先使用字节流
- 如果不确定文件类型，优先使用字节流。字节流是万能的流
1.4 IO的流向说明图解
1.5 顶级父类们
二、字节流
2.1 一切皆为字节
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。
2.2 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 flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
- 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。
小贴士：
close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。
2.3 FileOutputStream类
OutputStream 有很多子类，我们从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。
参数：写入数据的目的
String name：目的地是一个文件的路径
File file：目的地是一个文件
构造方法的作用：
1.创建一个FileOutputStream对象
2.会根据构造方法中传递的文件/文件路径，创建用给空的文件
3.会把FileOutputStream对象指向创建好的文件
写入数据的原理(内存-->硬盘)
java程序 --> JVM(java虚拟机) -->OS(操作系统) --> OS调用写数据的方法 --> 把数据写到文件中
字节输出流的使用步骤：
1.创建一个FileOutputStream对象，构造方法中传递写入数据的目的地
2.调用FileOutputStream对象中的方法write，把数据写入到文件中
3.释放资源(流使用会占用一定的内存，使用完毕要把内存清空，提供程序的效率)
构造举例，代码如下:
字节流写数据的三种方式
写数据的方法分类
void write(int b) 将指定的字节写入此文件输出流 一次写一个字节数据
void write(byte[] b) 将 b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流 一次写一个字节数组数据
void write(byte[] b, int off, int len) 将 len字节从指定的字节数组开始，从偏移量off开始写入此文件输出流 一次写一个字节数组的部分数据
- 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：
- 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：
- 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个字节，代码使用演示：
数据追加续写
- 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。
参数：
String name，File file：写入数据的目的地
boolean append：追加写开关
true：创建对象不会覆盖源文件，继续在文件的末尾追加写数据
false：创建一个新文件，覆盖源文件
代码使用演示：
写出换行
- 回车符 \r 和换行符 \n ：
回车符：回到一行的开头（return）。
换行符：下一行（newline）。 - 系统中的换行：
Windows系统里，每行结尾是 回车+换行 ，即 \r\n ；
Unix系统里，每行结尾只有 换行 ，即 \n ；
Mac系统里，每行结尾是 回车 ，即 \r 。从 Mac OS X开始与Linux统一。
字节流写数据加异常处理
异常处理格式 ：try-catch-finally
try{
可能出现异常的代码;
}catch(异常类名 变量名){
异常的处理代码;
}finally{
执行所有清除操作;
}
finally特点 ：被finally控制的语句一定会执行，除非JVM退出
示例代码：
2.4 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 。
2.5 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。
参数：读取文件的数据源
String name：文件的路径
File file：文件
构造方法的作用：
1.会创建一个FileInputStream对象
2.会把FileInputStream对象指定构造方法中要读取的文件
读取数据的原理(硬盘 -->内存)
java程序 --> JVM -->OS读取数据的方法 --> 读取文件
字节输入流的使用步骤：
1.创建FileInputStream对象，构造方法中绑定要读取的数据源
2.使用FileInputStream对象中的方法read，读取文件
3.释放资源
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：
循环改进读取方式，代码使用演示：
小贴士：
- 虽然读取了一个字节，但是会自动提升为int类型。
- 流操作完毕后，必须释放系统资源，调用close方法，千万记得。
- 使用字节数组读取(一次读取多个字节)：
int read(byte[] b) ，从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储在缓冲区数组b中
方法的参数byte[]的作用：
起到缓冲作用，存储每次读取到的多个字节
数组的长度一般定义为1024(1kb)或者1024的整数倍
方法的返回值 int 是什么？
每次读取的有效字节个数
代码使用演示：
错误数据 d ，是由于后一次读取时，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：
小贴士：
使用数组读取，每次读取多个字节，减少了系统间的IO操作次数，从而提高了读写的效率，建议开发中使用。
字节输入流读取原理
2.6 字节流练习：图片的复制
文件复制的步骤：
1.创建一个字节输入流对象，构造方法中绑定要去读的数据源
2.创建一个字节输出流对象，构造方法中绑定要写入的目的地
3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
4.使用字节输出流中的方法write，把读取到的字节写入到目的地的文件中
5.释放资源
代码演示如下：
小贴士：
流的关闭原则：先开后关，后开先关。
2.7 字节流读取中文的问题
一个中文
GBK：占用2个字节
UTF-8：占用3个字节
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。
三、字符流
3.1 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 。
3.2 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。
参数：读取文件的数据源
String fileName：文件的路径
File file：一个文件
FileReader构造方法的作用：
1.创建一个FileReader对象
2.会把FileReader对象指向要读取的文件
字符输入流的使用步骤：
1.创建FileReader对象，构造方法中绑定要读取的数据源
2.使用FileReader对象中的方法read读取文件
3.释放资源
构造举例，代码如下:
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：
- 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：
获取有效的字符改进，代码使用演示：
3.3 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。
- 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。
3.4 FileWriter类
java.io.FileWriter extends OutputStreamWriter extends Writer
FileWriter：文件字符输出流
作用：把内存中字符数据写入到文件中
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。
参数：写入数据的目的地
String fileName：文件的路径
File file：是一个文件
构造方法的作用：
1.会创建一个FileWriter对象
2.会根据构造方法中传递的文件/文件的路径，创建文件
3.会把FileWriter对象指向创建好的文件
字符输出流的使用步骤(重点):
1.创建FileWriter对象，构造方法中绑定要写入数据的目的地
2.使用FileWriter中的方法write，把数据写入到内存缓冲区中(字符转换为字节的过程)
3.使用FileWriter中的方法flush，把内存缓冲区中的数据，刷新到文件中
4.释放资源(会先把内存缓冲区中的数据刷新到文件中)
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：
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：
小贴士：即便是flush方法写出了数据，操作的后还是要调用close方法，释放系统资源。
写出数据的其他方法
- 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：
- 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：
- 续写和换行
续写，追加写：使用两个参数的构造方法
FileWriter(String fileName, boolean append)
FileWriter(File file, boolean append)
参数：
String fileName,File file：写入数据的目的地
boolean append：续写开关 true：不会创建新的文件覆盖源文件，可以续写；false：创建新的文件覆盖源文件
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
四、IO异常的处理
在JDK7之前
使用 try catch finally 处理流中的异常
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
/*
在jdk1.7之前使用try catch finally 处理流中的异常
格式:
try{
可能会产出异常的代码
}catch(异常类变量 变量名){
异常的处理逻辑
}finally{
一定会指定的代码
资源释放
}
*/
public class Demo01TryCatch {
public static void main(String[] args) {
//提高变量fw的作用域,让finally可以使用
//变量在定义的时候,可以没有值,但是使用的时候必须有值
//fw = new FileWriter("09_IOAndProperties\\g.txt",true); 执行失败,fw没有值,fw.close会报错
FileWriter fw = null;
try{
//可能会产出异常的代码
fw = new FileWriter("w:\\09_IOAndProperties\\g.txt",true);
for (int i = 0; i <10 ; i++) {
fw.write("HelloWorld"+i+"\r\n");
}
}catch(IOException e){
//异常的处理逻辑
System.out.println(e);
}finally {
//一定会指定的代码
//创建对象失败了,fw的默认值就是null,null是不能调用方法的,会抛出NullPointerException,需要增加一个判断,不是null在把资源释放
if(fw!=null){
try {
//fw.close方法声明抛出了IOException异常对象,所以我们就的处理这个异常对象,要么throws,要么try catch
fw.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
DK7的新特性
在try的后边可以增加一个(),在括号中可以定义流对象
那么这个流对象的作用域就在try中有效
try中的代码执行完毕，会自动把流对象释放，不用写finally
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
/*
JDK7的新特性
在try的后边可以增加一个(),在括号中可以定义流对象
那么这个流对象的作用域就在try中有效
try中的代码执行完毕,会自动把流对象释放,不用写finally
格式:
try(定义流对象;定义流对象....){
可能会产出异常的代码
}catch(异常类变量 变量名){
异常的处理逻辑
}
*/
public class Demo02JDK7 {
public static void main(String[] args) {
try(//1.创建一个字节输入流对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\1.jpg");
//2.创建一个字节输出流对象,构造方法中绑定要写入的目的地
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\1.jpg");){
//可能会产出异常的代码
//一次读取一个字节写入一个字节的方式
//3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
int len = 0;
while((len = fis.read())!=-1){
//4.使用字节输出流中的方法write,把读取到的字节写入到目的地的文件中
fos.write(len);
}
}catch (IOException e){
//异常的处理逻辑
System.out.println(e);
}
}
}
JDK9新特性
try的前边可以定义流对象
在try后边的()中可以直接引入流对象的名称(变量名)
在try代码执行完毕之后，流对象也可以释放掉，不用写finally
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
/*
JDK9新特性
try的前边可以定义流对象
在try后边的()中可以直接引入流对象的名称(变量名)
在try代码执行完毕之后,流对象也可以释放掉,不用写finally
格式:
A a = new A();
B b = new B();
try(a,b){
可能会产出异常的代码
}catch(异常类变量 变量名){
异常的处理逻辑
}
*/
public class Demo03JDK9 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建一个字节输入流对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\1.jpg");
//2.创建一个字节输出流对象,构造方法中绑定要写入的目的地
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\1.jpg");
try(fis;fos){
//一次读取一个字节写入一个字节的方式
//3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
int len = 0;
while((len = fis.read())!=-1){
//4.使用字节输出流中的方法write,把读取到的字节写入到目的地的文件中
fos.write(len);
}
}catch (IOException e){
System.out.println(e);
}
//fos.write(1);//Stream Closed
}
}
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