基本概念
什么是 I/O？
通过 I/O 可以完成硬盘文件的读和写。
概念图：输入、输出是相对于内存而言的，以内存为参照物。
1、I/O 流的分类方式：
-
按照流的方向进行分类：
以内存为参照物，往内存中去称为输入（Input）或者读（Read）。
-
按照读取数据方式不同进行分类：
有的流是按照字节的方式读取数据，一次读取 1 个字节（byte）= 8 bit。这种流是万能的，什么类型文件都可以读取（文本文件、音频文件、图片文件等等）。
-
按照字符的方式读取数据，一次读取一个字符，这种流是为了方便读取普通文本文件（能用记事本编辑的文件，比如java文件、txt 文件等）而存在的，不能读取其他类型的文件，甚至 word 文件也无法读取（ word 文件不是普通文本）。
示例：a中国bc张三fe
a等字符在 windows 占用一个字节（但是在Java中占用两个字节），中等汉字在 windows 占用两个字节。
按字节读：
第一次：一个字节，读到a；
第二次：一个字节，读到中字符的一半；
……
按字符读：
第一次：一个字符，读到a；
第二次：一个字符，读到中；
……
2、I/O 四大流：（都是抽象类）
java.io.InputStream：字节输入流
java.io.OutputStream：字节输出流
java.io.Reader：字符输入流
java.io.Writer：字符输出流
所有的流都实现了java.io.Closeable接口，都有close()方法，都是可关闭的，流相当于内存和硬盘之间的管道用完后要及时关闭，否则会占用很多资源。
所有的输出流都实现了java.io.Flushable接口，都是可刷新的，都有flush()方法表示将通道当中剩余未输出的数据强行输出完（清空管道），输出流在最终输出之后一定要记得刷新一下清空管道。（如果没有flush()可能会导致丢失数据）
注意：在 java 中只要类名以stream结尾的都是字节流；以 Reader/Writer 结尾的都是字符流。
文件专属：
1、java.io.FileInputStream（掌握）
public static void main(String[] args){
//创建文件字节流输入对象
FileInputStream files = null;
try{
/*
方式一：
files = new FileInputStream("E:/java课堂笔记/file");
* */
//方式二：文件绝对路径是“E:java课堂笔记file”,"\"其中一个是转义字符表示“”
files=new FileInputStream("E:\java课堂笔记\file"); //存储内容：abcdef
/*
读数据
int readeData=files.read(); //返回值：读取到的字节本身,读到文件末尾没有数据就返回-1
System.out.println(readeData);//结果：97 （字符a的ASCII码）*/
/*while(true){//循环读出
int readeData=files.read();
if(readeData == -1){
break;
}
System.out.println(readeData);
}*/
//改造循环
int readeData;
while((readeData=files.read()) != -1){
System.out.println(readeData);
}
} catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//确保一定关闭流
if(files != null){
//如果files为空则不用关闭流
try {
files.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
注意：如果是空格则返回 32 。
缺点：一次读取一个字节，硬盘和内存的数据交互太频繁效率较低，开发时使用较少。
改进：使用int read(byte[] b)一次最多读取b.length个字节，减少硬盘和内存的交互，提高程序的执行效率，往byte[]数组当中读。
相对路径是从当前所在的位置作为起点。
IDEA默认的当前路径是工程Project的根。
例如：上图中的根就是ideaProjects，和train并列的文件路径为
files = new FileInputStream("file");
//在train文件夹中的文件
files = new FileInputStream("train/file");
读取数据：
public static void main(String[] args){
//创建文件字节流输入对象
FileInputStream files = null;
try{
/*
方式一：
files = new FileInputStream("E:/java课堂笔记/file");
* */
//方式二：文件绝对路径是“E:java课堂笔记file”,"\"其中一个是转义字符表示“”
files=new FileInputStream("E:\java课堂笔记\file"); //存储内容：abcdef
//准备一个4个长度的byte数组，一次最多读取4个字节
byte[] bytes = new byte[4];
//返回值：读取到的字节数量
int readCount = files.read(bytes);
System.out.println(readCount);//第一次读到4个字节
readCount = files.read(bytes);//第二次只能读到2个字节
System.out.println(readCount);//2
readCount = files.read(bytes);//第三次一个字节都没，返回-1
System.out.println(readCount);//-1
} catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//确保一定关闭流
if(files != null){
//如果files为空则不用关闭流
try {
files.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
将读出的字节数组转换成字符串输出：
//准备一个4个长度的byte数组，一次最多读取4个字节
byte[] bytes = new byte[4];
//返回值：读取到的字节数量
int readCount = files.read(bytes);
System.out.println(readCount);//第一次读到4个字节
System.out.println(new String(bytes));//返回：abcd
readCount = files.read(bytes);//第二次只能读到2个字节
System.out.println(readCount);//2
System.out.println(new String(bytes));//返回：efcd
readCount = files.read(bytes);//第三次一个字节都没，返回-1
System.out.println(readCount);//-1
由以上代码看出第二次读出的数据是efcd，与我们的期望不符合，我们应该读取多少个字节就转换多少个。
System.out.println(new String(bytes,0,readCount));
//表示从数组bytes的第0个下标开始，读取长度为readCount的字节数组
读取的最终版本：
public static void main(String[] args){
//创建文件字节流输入对象
FileInputStream files = null;
try{
/*
方式一：
files = new FileInputStream("E:/java课堂笔记/file");
* */
//方式二：文件绝对路径是“E:java课堂笔记file”,"\"其中一个是转义字符表示“”
files=new FileInputStream("E:\java课堂笔记\file"); //存储内容：abcdef
//准备一个4个长度的byte数组，一次最多读取4个字节
byte[] bytes = new byte[4];
/* while(true){
//返回值：读取到的字节数量
int readCount = files.read(bytes);
if(readCount = -1){
break;
}
System.out.println(new String(bytes,0,readCount));
}*/
//改进
int readCount = 0;
while((readCount = files.read(bytes)) != -1){
System.out.println(new String(bytes,0,readCount));
}
} catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//确保一定关闭流
if(files != null){
//如果files为空则不用关闭流
try {
files.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
FileInputStream类的常用方法：
1、int available()返回流当中剩余的没有读到的字节数量。
应用：获取文件的总字节数量，然后通过read()方法一次性读完，但是因为数组不能太大所以不适合太大的文件。
public static void main(String[] args){
//创建文件字节流输入对象
FileInputStream files = null;
try{
//方式二：文件绝对路径是“E:java课堂笔记file”,"\"其中一个是转义字符表示“”
files=new FileInputStream("E:\java课堂笔记\file"); //存储内容：abcdef
System.out.println("总字节数量："+ files.available());
//准备一个4个长度的byte数组，一次最多读取4个字节
byte[] bytes = new byte[files.available()];
//知道了总字节数不需要循环了，一次性读取完
int readCount = files.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes));
} catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//确保一定关闭流
if(files != null){
//如果files为空则不用关闭流
try {
files.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
2、long skip(long n)跳过几个字节不读。
public static void main(String[] args){
//创建文件字节流输入对象
FileInputStream files = null;
try{
//方式二：文件绝对路径是“E:java课堂笔记file”,"\"其中一个是转义字符表示“”
files=new FileInputStream("E:\java课堂笔记\file"); //存储内容：abcdef
System.out.println("总字节数量："+ files.available());
//skip跳过几个字节不读取
files.skip(3);//表示从 d 开始读
System.out.println(files.read());//返回：100 (即d的ASCII值)
} catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//确保一定关闭流
if(files != null){
//如果files为空则不用关闭流
try {
files.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
2、java.io.FileOutputStream（掌握）：将数据从内存中写到硬盘中。
1）第一种：每次都是先将文件清空，然后重新写入数据。
public static void main(String[] args){
//创建文件字节流输入对象
FileOutputStream fos = null;
try{
//方式二：文件绝对路径是“E:java课堂笔记file”,"\"其中一个是转义字符表示“”
fos = new FileOutputStream("E:\java课堂笔记\myfile"); //将数据写入“E:java课堂笔记myfile”，文件不存在时会自动创建
//开始写
byte[] bytes = {97,98,99,100,101};//写入abcde
//将bytes数组全部写出
fos.write(bytes);
//将bytes数组的一部分写出
fos.write(bytes,0,2);//再写出ab，即abcdeab
//写完之后，最后一定要刷新
fos.flush();
} catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//确保一定关闭流
if(fos != null){
//如果files为空则不用关闭流
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
2）FileOutputStream(String name,boolean append)写入的内容写在文件已有的数据后面
public static void main(String[] args){
//创建文件字节流输入对象
FileOutputStream fos = null;
try{
//方式二：文件绝对路径是“E:java课堂笔记file”,"\"其中一个是转义字符表示“”
//此处要处理异常
fos = new FileOutputStream("E:\java课堂笔记\myfile",true); //将数据写入“E:java课堂笔记myfile”，文件不存在时会自动创建
//开始写
byte[] bytes = {97,98,99,100,101};//写入abcde
//将bytes数组全部写出
fos.write(bytes);
//将bytes数组的一部分写出
fos.write(bytes,0,2);//再写出ab，即abcdeab
//写出字符串
String s = "我是谁";
//将字符串转换成byte数组
byte[] b = s.getBytes();
//写出
fos.write(b);
//写完之后，最后一定要刷新
fos.flush();//此处要处理异常
} catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//确保一定关闭流
if(fos != null){
//如果files为空则不用关闭流
try {
fos.close();//此处要处理异常
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
每次执行后都是在原有数据的基础上追加数据。
3）文件的拷贝（FileInputStream、FileOutputStream）
拷贝过程：文件一边输入内存，一边从内存中输出。（一边读一边写）使用以上的字节流拷贝文件的时候，文件类型随意，什么文件(文件夹不能，只是单个文件)都能拷贝。
public static void main(String[] args){
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
try{
//创建一个输入流对象
fis = new FileInputStream("D://javase");
//创建一个输出流对象
fos = new FileOutputStream("E://javase");
//核心：一边读一边写
byte[] bytes = new byte[1024 * 1024];//一次最多读取1MB
int readCount = 0;
while((readCount = fis.read(bytes)) != -1){
fos.write(bytes,0,readCount);
}
//输出流最后要刷新
fos.flush();
}catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}finally{
//这里输入输出流的关闭的异常要分开处理；如果一起处理有一个出现异常，可能会影响到另一个流的关闭
if(fos != null){
try{
fos.close();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
if(fis != null){
try{
fis.close();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
3、java.io.FileReader
文件字符输入流（读，内存读取硬盘信息），只能读普通文本（能用记事本编辑的文件，比如text文件等）。
public static void main(String[] args){
FileReader reader = null;
try{
reader = new FileReader("E:\java课堂笔记\myfile");
/*
显示读出的信息
//准备一个char数组
char[] chars = new char[4];
//往char数组中读
reader.read(chars);//按字符方式读取，第一次a,第二次b,…（一个汉字也是一个字符）
//遍历
for(char c : chars){
System.out.println(c);
}
*/
//一次读取4个字符
char[] chars = new char[4];
int readCount = 0;
while((readCount = reader.read(chars)) != -1){
System.out.print(new String(chars,0,readCount));
}
}catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}finally{
if(reader != null){
try{
reader.close();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
4、java.io.FileWriter
文件字符输出流（写，内存写入硬盘）只能输出普通文本。
public static void main(String[] args){
FileWriter out = null;
try{
//创建文件字符输出流对象，没有该文件时会自动创建
out = new FileWriter("file");
/* //写入时紧接着文件内容的后面写入,不会清空文件内容重新写入
out = new FileWriter("file",true);
*/
//开始写
char[] chars = {'躬','行'};
//会将文件内容清空然后重新写入
out.write(chars);
//接着写入数组的一部分,从下标为0开始长度为1
out.write(chars,0,1);
//写入一个字符串
out.write("我是一名程序员");
//刷新
out.flush();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}finally{
if(out != null){
try{
out.close();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
复制普通文本文件的过程和复制字节流文件相同。
缓冲流专属：
1、java.io.BufferedReader
带有缓冲区的字符输入流。使用这个流的时候不需要自定义 char 数组，或者说不需要自定义 byte 数组，自带缓冲。
public static void main(String[] args) throws Exception{//此处将异常统一处理，不需要try-catch
FileReader reader = new FileReader("copy.java");
//当一个流的构造方法中需要一个流的时候，这个被传进来的流叫做：节点流。
//外部负责包装的这个流叫做：包装流（也叫处理流）
//FileReader就是一个节点流，BufferedReader就是包装流（处理流）
BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
/*
一行一行的读：
String firstLine = br.readLine();
System.out.println(firstLine);
String secondLine = br.readLine();
System.out.println(secondLine);
*/
//当readLine()返回值为null时读操作结束
String s = null;
while((s = br.readLine()) != null){//br.readLine()方法读取一个文本行，但不会换行，文本会输出在同一行
System.out.println(s);//输出一行文本后换行
}
//关闭流，对于包装流来说，只需要关闭包装流就行了，因为包装流的close()方法中调用了节点流的close()方法
br.close();
}
观察源码发现：关闭流时，对于包装流来说，只需要关闭包装流就行了，因为包装流的close()方法中调用了节点流的close()方法。
转换流：（将字节流转换成字符流）
1、java.io.InputStreamReader
public static void main(String[] args) throws Exception{//此处将异常统一处理，不需要try-catch
//字节流
FileInputStream in = new FileInputStream("copy.java");
//通过转换流转换（InputStreamReader将字节流转换成字符流）
InputStreamReader reader = new InputStreamReader(in);//in是节点流，reader是包装流
//这个构造方法只能传一个字符流，不能传字节流
BufferedReader br = new BufferedReader(reader);//reader是节点流，br是包装流
//合并写法
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("copy.java")));
//输出
String line = null;
while((line = br.readLine()) != null){
System.out.println(line);
}
}
2、java.io.OutputStreamWriter
带有缓冲区的字符输出流。
public static void main(String[] args) throws Exception{//让写入内容追加在原内容之后
BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("file",true)));
//开始写
out.write("hello world");
out.write("
"); //换行符
out.write("world");
//刷新
out.flush();
//关闭最外层
out.close();
}
数据流专属：
1、java.io.DataOutputStream
这个流可以将数据连同数据类型一并写入文件，这个文件不是普通文本文档（用记事本打不开。）
public static viod main(String[] args) throws Exception{
//创建数据专属的字节流
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data"));
//写数据
byte b = 100;
long l = 400L;
double d = 3.14;
char c = 'a';
//写,把数据及数据类型一并写入文件中
dos.writeByte(b);
dos.writeLong(l);
dos.writeDouble(d);
dos.writeChar(c);
//刷新
dos.flush();
//关闭最外层
dos.close();
}
OutputStream是抽象类不能实例化，可以实例化它的子类FileOutputStream。
使用DataOutputStream写入的数据无法用记事本打开（打开是乱码），我们必须使用DataInputStream还要按照写入时的顺序读出来。
2、java.io.DataInputStream
数据字节输入流，读DataOutputStream写的文件，读的时候需要提前知道写入的顺序，读的顺序和写的数据顺序一致才能正常读取出数据。
public static void main(String[] args) throws Exception{
DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data"));
//读取数据
byte b = dis.readByte();
long l = dis.readLong();
double d = dis.readDouble();
char c = dis.readChar();
System.out.println(b);
System.out.println(l);
System.out.println(d);
System.out.println(c);
dis.close();
}
标准输出流：
java.io.PrintStream（掌握）
标准的字节输出流，默认输出到控制台。
public static void main(String[] args){
PrintStream ps = System.out;
ps.println("hello world");
//合并写法
System.out.println("hello world");
//标准输出流不需要手动关闭
//标准输出流不再指向控制台，指向“log”文件
PrintStream printStream = new PrintStream(new FileOutputStream("log"));
//修改输出方向为“log”文件
System.setOut(printStream);
//输出
System.out.println("hello world");
}
setOut()的参数为PrintStream类型的，而PrintStream的参数是OutputStream抽象类不能实例化，可以用其子类FileOutputStream代替。
记录日志文件的方法：
public class Logger{
public static void log(String msg){
try{
//指向一个日志文件
PrintStream out = new PrintStream(new FileOutputStream("log.txt",true));
//改变输出方向
System.setOut(printStream);
//日期当前时间
Date nowTime = new Date();
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss SSS");
String strTime = sdf.format(nowTime);
System.out.println(strTime+":"+msg);
}catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
//测试日志工具类
public class LogTest{
public static void main(String[] args){
Logger.log("调用了。。");
}
}
结果：在“log.text”文件中打印了2020-07-18 ……:调用了。。