十四、IO

一、概述：

1.流的分类：

  按照流向的不同分为：输入流 输出流
  按照处理数据单位的不通分为：字节流 字符流（处理的文本文件）
  按照角色的不通分为 节点流（直接作用于文件的）处理流

关于处理流的说明：(处理流作用在节点流上)

 2.IO的体系：

抽象基类	节点流（文件流）	缓冲流
InputStream（字节流）	FileInputStream	BufferedInputStream
OutputStream（字节流）	FileOutputStream	BufferedOutputStream
Reader（字符流）	FileReader	BufferedReader
Writer（字符流）	FileWriter	BufferedWriter

 3.如何使用

• 　　对于文本文件（.txt,.java,.c,.cpp）使用字符流处理
• 　　对于非文本文件，使用字节流处理

二、节点流

1、FileReaderd

1.1步骤：

• 创建File类对象，指明要操作的文件；
• 提供具体的流
• 数据的处理
• 关闭应用的流

demo1：从硬盘存在的一个文件中，读取其内容到程序中，使用FileInputStream，显示在控制台上

 1 @Test
 2 
 3     public void testStream1() {
 4 
 5         // 2.提供具体的流
 6         FileReader fileReader = null;
 7         try {
 8 
 9             // 1.创建一个File类的对象,指明要操作的文件
10 
11             File file1 = new File("hello.txt");// 文件位置为当前工程下面，不是当前类下
12             fileReader = new FileReader(file1);
13             // 3.数据的读入
14             // read() 返回读入的一个字符，文件达到末尾，则返回-1
15             int data = fileReader.read();
16             while (data != -1) {
17                 System.out.print((char) data);
18                 data = fileReader.read();
19             }
20         } catch (FileNotFoundException e) {
21             // TODO Auto-generated catch block
22             e.printStackTrace();
23         } catch (IOException e) {
24             // TODO Auto-generated catch block
25             e.printStackTrace();
26         } finally {
27             // 4.关闭相应的流
28             if (fileReader != null) {
29                 try {
30                     fileReader.close();
31                 } catch (IOException e) {
32                     e.printStackTrace();
33                 }
34             }
35 
36         }
37 
38     }

注意：要读取的文件一定要存在，否则空指针异常

说明：

• read()的理解：返回读入的一直字符，如果到底文件末尾则返回-1；
• 关于异常的处理，为了保证保证流资源的关闭，这里使用了try catch finally 来处理，这里看到了顺序没有从上到下来，是因为最后做了异常处理导致的；

1.2.关于read方法的详细说明

1.2.1read()方法错误版（只为说明用）

 1 /
 2       reader 方法升级版(错误版)
 3  4       @Description
 5 @author lixiuming
 6       @date 2021年5月5日上午11:22:37
 7 @throws IOException
 8  9      /
10     @Test
11     public void testReaderUpgrade2() throws IOException {
12         // 1.File 类的实例化
13         File file1 = new File("hello.txt");// 文件位置为当前工程下面，不是当前类下
14         // 2.流的实例化
15         FileReader fileReader = new FileReader(file1);
16         // 3.流的写出
17         char[] charArr = new char[5];// 一次读入多个数据来提高效率
18         int len = fileReader.read(charArr);// 一次读入多个数据,返回每次读入的charArr数组中字符的个数，如果达到文件末尾，返回-1
19         while (len != -1) {
20             for (int i = 0; i < charArr.length; i++) {
21                 System.out.print((char) charArr[i]);
22             }
23             len = fileReader.read(charArr);
24         }
25         // 4.流的操作
26         fileReader.close();
27 
28     }

这里的charArr.length;有问题，在文件中，如果hello.txt中的内容是：hello word!! hello lixiuming!!123，那么此时的输出结果就是 hello word!! hello lixiuming!!123!!,多了两个“!!”;

若最后取的数组长度不足5，那么前一个的数组是：

i

n

g

！

！

最后一组数组则是：

1

3

2

！

！

没有覆盖掉原来的数据；

1.2.2read()的升级版本正确写法：

 1 /
 2       reader 方法的升级版(正确版)
 3  4       @Description
 5 @author lixiuming
 6 @throws IOException
 7       @date 2021年5月5日上午10:55:53
 8  9      /
10     @Test
11     public void testReaderUpgrade() throws IOException {
12         // 1.File 类的实例化
13         File file1 = new File("hello.txt");// 文件位置为当前工程下面，不是当前类下
14         // 2.流的实例化
15         FileReader fileReader = new FileReader(file1);
16         // 3.流的写出
17         char[] charArr = new char[5];// 一次读入多个数据来提高效率
18         int len = fileReader.read(charArr);// 一次读入多个数据,返回每次读入的charArr数组中字符的个数，如果达到文件末尾，返回-1
19         while (len != -1) {
20             for (int i = 0; i < len; i++) {
21                 System.out.print((char) charArr[i]);
22 
23             }
24             len = fileReader.read(charArr);
25         }
26         // 4.流的操作
27         fileReader.close();
28 
29     }

2.FileWrite

步骤：

• 创建File类对象，指明要操作的文件；
• 提供具体的流
• 数据的处理
• 关闭应用的流

demo:从内存中写出数据到硬盘的文件里的简单说明

说明：

输出操作，对应File可以不存在，并不会报异常；

如不存在，在输出过程中自动穿件文件

如果存在， a.如果流构造器使用的是FileWriter(file,false)/FileWriter(file),对象会对原有的文件进行覆盖；

　　　　　　b.如果流构造器使用的是FileWriter(file,true) 不会对原有的文件覆盖，而是在原有的文件内追加；

3.文件的复制（FileReader和FileWriter同时使用）

3.1JUNIT测试版：

 1 /
 2       文件的复制
 3  4       @Description
 5 @author lixiuming
 6 @throws IOException
 7       @date 2021年5月5日上午10:19:44
 8  9      /
10     @Test
11     public void testFileCopy() {
12         // 2.创建输入和出入流的对象
13         FileReader fr = null;
14         FileWriter fw = null;
15         try {
16             // 1.创建File 类的对象，指明读入和写出的文件
17             File copy = new File("hello.txt");
18             File copyTo = new File("hello2.txt");
19             fr = new FileReader(copy);
20             fw = new FileWriter(copyTo);
21             // 3.数据的读入和写出
22             char[] charArr = new char[5];
23             int len = fr.read(charArr);
24             while (len != -1) {
25                 for (int i = 0; i < len; i++) {
26                     char data = (char) charArr[i];
27                     fw.write(data);
28                 }
29                 len = fr.read(charArr);
30             }
31         } catch (Exception e) {
32         } finally {
33             // 4.关闭流资源
34             try {
35                 if (fw != null) {
36                     fw.close();
37                 }
38 
39             } catch (IOException e) {
40                 e.printStackTrace();
41             } finally {
42                 if (fr != null) {
43                     try {
44                         fr.close();
45                     } catch (IOException e) {
46                         e.printStackTrace();
47                     }
48                 }
49             }
50 
51         }
52 
53     }

4、FileInputStream/FileOutputStream

*4.1步骤：

• 创建File类对象，指明要操作的文件；
• 提供具体的流
• 数据的处理
• 关闭应用的流

说明：用字节流 读取文本文件（中文 数字 英文）：控制台中文会有乱码，如果单纯的复制文件没有问题；

使用demo:用字节流读取文本文件

 1 @Test
 2     public void testFileInputString() {
 3         // 2.造流
 4         FileInputStream fo = null;
 5         try {
 6             // 1.造文件
 7             File file = new File("hello.txt");
 8             fo = new FileInputStream(file);
 9             // 3.文件读出
10             byte[] arr = new byte[5];
11             int len = fo.read(arr);
12             while (len != -1) {
13                 System.out.print(new String(arr, 0, len));
14                 len = fo.read(arr);
15             }
16         } catch (Exception e) {
17             // TODO: handle exception
18         } finally {
19             // 4、流关闭
20             try {
21                 if (fo != null)
22                     fo.close();
23             } catch (IOException e) {
24                 // TODO Auto-generated catch block
25                 e.printStackTrace();
26             }
27         }
28 
29     }

4.2实现图片的复制

*4.3对文件复制的通用方法：

说明：不能使用字符流复制照片，但是 字节流可以复制文本文件，但是，如果在复制的过程中，想在控制台查看文件，可能会有中文乱码；

 1 /
 2       复制文件通用方法
 3  4       @Description
 5 @author lixiuming
 6       @date 2021年5月5日下午2:34:36
 7 @param srcStr  复制文件地址（文件名）
 8 @param destStr 复制到文件的地址（文件名）
 9 10      /
11     public void testCopFile(String srcStr, String destStr) {
12         // 2.造流
13         FileInputStream fi = null;
14         FileOutputStream fo = null;
15         try {
16             // 1.造文件
17             File copyFile = new File(srcStr);
18             File copytoFile = new File(destStr);
19             fi = new FileInputStream(copyFile);
20             fo = new FileOutputStream(copytoFile);
21             // 3.文件读出
22             byte[] arr = new byte[1024];// 一般使用1024
23             int len = fi.read(arr);
24             while (len != -1) {
25                 for (int i = 0; i < len; i++) {
26                     fo.write(arr[i]);
27                 }
28                 len = fi.read(arr);
29 
30             }
31         } catch (Exception e) {
32             // TODO: handle exception
33         } finally {
34             // 4、流关闭
35             try {
36                 if (fo != null)
37                     fo.close();
38             } catch (IOException e) {
39                 // TODO Auto-generated catch block
40                 e.printStackTrace();
41             }
42             try {
43                 if (fi != null)
44                     fi.close();
45             } catch (IOException e) {
46                 // TODO Auto-generated catch block
47                 e.printStackTrace();
48             }
49         }
50 
51     }

*三、缓冲流

1.1缓冲流的作用：可以提供效率

*1.2使用和步骤

• 创建File类对象，指明要操作的文件；
• 提供具体的流:节点流和缓冲流；
• 数据的处理
• 关闭应用的流

demo：使用缓冲流实现文件的复制：（BufferedInputStream/BufferedOutputStream）

 1 /
 2       缓冲流实现的文件复制
 3  4       @Description
 5 @author lixiuming
 6       @date 2021年5月5日下午2:58:38
 7  8      /
 9     @Test
10     public void testCopyFileByBuffer() {
11         BufferedInputStream bi = null;
12         BufferedOutputStream bo = null;
13         // 3.复制
14         byte[] arr;
15         int len;
16         try {
17             // 1.造文件
18             File copy = new File("hello.txt");
19             File copyTo = new File("hello3.txt");
20             // 2.造流
21             FileInputStream fi = new FileInputStream(copy);
22             FileOutputStream fo = new FileOutputStream(copyTo);
23             bi = new BufferedInputStream(fi);
24             bo = new BufferedOutputStream(fo);
25             arr = new byte[1024];
26             len = bi.read(arr);
27             while (len != -1) {
28                 for (int i = 0; i < len; i++) {
29                     bo.write(arr[i]);
30                 }
31                 len = bi.read(arr);
32             }
33         } catch (Exception e) {
34         } finally {
35             // 4.关闭资源
36             try {
37                 if (bo != null) {
38                     bo.close();
39                 }
40             } catch (IOException e) {
41                 e.printStackTrace();
42             }
43             try {
44                 if (bi != null) {
45                     bi.close();
46                 }
47             } catch (IOException e) {
48                 e.printStackTrace();
49             }
50         }
51 
52     }

说明，这里的造流除了 节点流还有缓冲流，因为缓冲流作用在节点流之上；

*1.3 缓冲流复制文件的通用方法

 1 public void testCopyFileByBuffer(String srcStr, String destStr) {
 2         BufferedInputStream bi = null;
 3         BufferedOutputStream bo = null;
 4         // 3.复制
 5         byte[] arr;
 6         int len;
 7         try {
 8             // 1.造文件
 9             File copy = new File(srcStr);
10             File copyTo = new File(destStr);
11             // 2.造流
12             // 2.1造节点流
13             FileInputStream fi = new FileInputStream(copy);
14             FileOutputStream fo = new FileOutputStream(copyTo);
15             // 2.2造缓冲流
16             bi = new BufferedInputStream(fi);
17             bo = new BufferedOutputStream(fo);
18             arr = new byte[1024];
19             len = bi.read(arr);
20             while (len != -1) {
21                 for (int i = 0; i < len; i++) {
22                     bo.write(arr[i]);
23                 }
24                 len = bi.read(arr);
25             }
26         } catch (Exception e) {
27         } finally {
28             // 4.关闭资源
29             // 说明，关闭外层流，内层流自动关闭；所以 file的节点流在此处自动关闭
30             try {
31                 if (bo != null) {
32                     bo.close();
33                 }
34             } catch (IOException e) {
35                 e.printStackTrace();
36             }
37             try {
38                 if (bi != null) {
39                     bi.close();
40                 }
41             } catch (IOException e) {
42                 e.printStackTrace();
43             }
44         }
45 
46     }

1.4BufferReader BufferedWriter 实现文本文件的复制

junit测试版

封装版：

四、其他流

1.转换流（属于字符流 ）：

•  InputStreamReader：将字节的输入流 转 字符的输入流;
• OutputStreamWriter; 将字符的输出流，转字节的输出流

作用：提供字节流和字符流的转换；

通途：可以编码 和 解码；

demo:使用utf-8读取文件，使用gbk写文件;

 1 @Test
 2     public void testReaderWriter() {
 3         InputStreamReader isr = null;
 4         OutputStreamWriter osw = null;
 5         try {
 6             //1.造文件
 7             File strFile = new File("hello.txt");
 8             File destFile = new File("hello_gbk.txt");
 9             //2.造流
10             FileInputStream fi = new FileInputStream(strFile);
11             FileOutputStream fo = new FileOutputStream(destFile);
12             isr = new InputStreamReader(fi, "utf-8");
13             osw = new OutputStreamWriter(fo, "gbk");
14             //3.处理
15             char[] arr = new char[1024];
16             int len = isr.read(arr);
17             while (len != -1) {
18                 for (int i = 0; i < len; i++) {
19                     osw.write(arr[i]);
20                 }
21                 len = isr.read(arr);
22             } 
23         } catch (Exception e) {
24             // TODO: handle exception
25         }finally {
26             //4.关闭流
27             try {
28                 if(isr!=null) {
29                     isr.close();
30                 }
31             } catch (IOException e) {
32                 // TODO Auto-generated catch block
33                 e.printStackTrace();
34             }
35             try {
36                 if(osw!=null) {
37                     osw.close();
38                 }
39             } catch (IOException e) {
40                 // TODO Auto-generated catch block
41                 e.printStackTrace();
42             }
43         }
44         
45     }

2.数据流：处理基本数据类型和String数据；

DataInputStream / DataOutputStream
用于读取或写出基本数据类型的变量或者字符串
      readBoolean()
      readChar()
      readLone()
      String readUTF()
      readByte()
      readFloat()
      readShort()
      readInt()
      void readFully(byte[] b)

demo1:将基本类型数据写出到文件

demo2：将文件 读入到内存

注意：读入内存过程中，读入的顺序需要和写入时的顺序一致

3.打印流：

字节流：PrintStream

字符流：printWriter
提供了一系列重载的print() 和println()
  改变输出位置

4. 标准的输入，输出流

• System.in 标准的输入流，默认键盘输入
• System.out 标准的输出流，默认从控制台输出
• System.setIn()/System.setOut()可以冲洗指定输入和输出；

demo：把输入内容转化成大写，输出,当直接输入“e”或者“exit”时，退出程序

5.对象流

①作用：用于存储和读取基本数据类型数据或者对象的处理流；

　　　　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

②对象的序列化机制：允许把内存中的Java对象转换成与平台无关的二进制流，从而允许把这种二进制流持久的保存到磁盘上，
　　　　　　　　　或者通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点，当其他程序获取了这种二进制流，就可以恢复成原来的java对象；
 
③序列化的好处：可以将任意实现了Serializable接口的对象转换为字节数据，使其在保存和传输时可被还原；
 
　　　　　　　序列化是RMI过程的传输和返回值都必须实现的机制，而RMI是java EE的基础，因此序列化是javaEE平台的基础
④注意： 

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
  NoSerializableException的异常

• Sericalizable
• Externalizable

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

⑤demo示例（只是为了展示基本使用步骤）

升级版：

 1 /
 2       自定义类的序列化
 3       
 4       @Description
 5       @author lixiuming
 6       @date 2021年5月15日下午3:23:28
 7      
 8      /
 9     @Test
10     public void test1() {
11         ObjectOutputStream obs = null;
12         try {
13             File file = new File("Person.dat");
14             FileOutputStream fo = new FileOutputStream(file);
15             obs = new ObjectOutputStream(fo);
16             Persion persion = new Persion();
17             persion.setAge(11);
18             persion.setName("李秀明");
19             obs.writeObject(persion);
20         } catch (Exception e) {
21             // TODO: handle exception
22         } finally {
23             try {
24                 if (obs != null) {
25 
26                     obs.close();
27                 }
28             } catch (IOException e) {
29                 // TODO Auto-generated catch block
30                 e.printStackTrace();
31             }
32         }
33     }
34 
35     /
36       自定义饭序列化
37       
38       @Description
39       @author lixiuming
40       @date 2021年5月15日下午3:44:38
41      
42      /
43     @Test
44     public void test2() {
45         ObjectInputStream bis = null;
46         try {
47             File file = new File("Person.dat");
48             FileInputStream fi = new FileInputStream(file);
49             bis = new ObjectInputStream(fi);
50             Persion persion = (Persion) bis.readObject();
51             System.out.println(persion.toString());
52         } catch (Exception e) {
53             // TODO: handle exception
54         } finally {
55             try {
56                 if (bis != null) {
57                     bis.close();
58                 }
59             } catch (IOException e) {
60                 // TODO Auto-generated catch block
61                 e.printStackTrace();
62             }
63         }
64 
65     }

涉及到的类：

注意：对类的要求：

• 需要实现接口：serializable
• 当前类提供一个全局常量：serializableUID
• 除了当前类需要实现serializable接口外，还必须保证其内部所有属性也必须是可序列话的 默认情况下，基本数据类型是可序列化的；

 补充：ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员

6.RandomAccessFile

说明：
     1.RdomAccessFile直接继承于java.lang.Object类，实现了DataInput和DataOutput接口
     2.RandomAccessFile既可以作为输入流，又可以作为输出流

　　RandomAccessFile的访问模式：

• r:以只读的方式打开
• rw:打开以后可以读取和写入
• rwd:打开以后可以读取和写入，同步文件内容的更新
• rws:打开以后可以读取和写入，同步文件内容和元数据的更新；

     3.如果RandomAccessFile作为输出流时，写出到的文件如果不存在，则在执行过程中自动创建，如果存在，则会对原有文件进行覆盖（默认情况下从头覆盖）；
     4.可以通过相关操作，可以实现对文件的“插入”数据的效果；
     （应用场景，文件断点续传）

demo1以照片赋值为例

demo2关于文件操作

五、使用第三方jar包实现数据读写

（commons-io-2.8.0.jar）

demo(复制文件)

package io;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

import org.apache.commons.io.FileUtils;
import org.junit.Test;
public class FileUtilsTest {
    @Test
    public void test() {
        File srcFile = new File("hello.text");
        File destFile = new File("fileUtilsTest.txt");
        try {
            FileUtils.copyFile(srcFile, destFile);
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        
    }
    

}

六、NIO.2中Path、Paths、Files类的使用

说明：早期File类的功能比较有限，不会提供异常信息；NIO2为了补补不足，引入了Paht接口，Path可以看成是File类的升级版，实际引用的资源也可以不存在；

package io;

import org.junit.Test;

import java.io.File;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;


/**
  * 1. jdk 7.0 时，引入了 Path、Paths、Files三个类。
 * 2.此三个类声明在：java.nio.file包下。
 * 3.Path可以看做是java.io.File类的升级版本。也可以表示文件或文件目录，与平台无关
 * <p>
 * 4.如何实例化Path:使用Paths.
 * static Path get(String first, String … more) : 用于将多个字符串串连成路径
 * static Path get(URI uri): 返回指定uri对应的Path路径
 * @Description        
 * @author            lixiuming
 * @version    
 * @date            2021年5月15日下午8:02:08            
 *
 */
public class PathTest {

    //如何使用Paths实例化Path
    @Test
    public void test1() {
        Path path1 = Paths.get("d:\nio\hello.txt");//new File(String filepath)

        Path path2 = Paths.get("d:\", "nio\hello.txt");//new File(String parent,String filename);

        System.out.println(path1);
        System.out.println(path2);

        Path path3 = Paths.get("d:\", "nio");
        System.out.println(path3);
    }

    //Path中的常用方法
    @Test
    public void test2() {
        Path path1 = Paths.get("d:\", "nio\nio1\nio2\hello.txt");
        Path path2 = Paths.get("hello.txt");

//        String toString() ： 返回调用 Path 对象的字符串表示形式
        System.out.println(path1);

//        boolean startsWith(String path) : 判断是否以 path 路径开始
        System.out.println(path1.startsWith("d:\nio"));
//        boolean endsWith(String path) : 判断是否以 path 路径结束
        System.out.println(path1.endsWith("hello.txt"));
//        boolean isAbsolute() : 判断是否是绝对路径
        System.out.println(path1.isAbsolute() + "~");
        System.out.println(path2.isAbsolute() + "~");
//        Path getParent() ：返回Path对象包含整个路径，不包含 Path 对象指定的文件路径
        System.out.println(path1.getParent());
        System.out.println(path2.getParent());
//        Path getRoot() ：返回调用 Path 对象的根路径
        System.out.println(path1.getRoot());
        System.out.println(path2.getRoot());
//        Path getFileName() : 返回与调用 Path 对象关联的文件名
        System.out.println(path1.getFileName() + "~");
        System.out.println(path2.getFileName() + "~");
//        int getNameCount() : 返回Path 根目录后面元素的数量
//        Path getName(int idx) : 返回指定索引位置 idx 的路径名称
        for (int i = 0; i < path1.getNameCount(); i++) {
            System.out.println(path1.getName(i) + "*****");
        }

//        Path toAbsolutePath() : 作为绝对路径返回调用 Path 对象
        System.out.println(path1.toAbsolutePath());
        System.out.println(path2.toAbsolutePath());
//        Path resolve(Path p) :合并两个路径，返回合并后的路径对应的Path对象
        Path path3 = Paths.get("d:\", "nio");
        Path path4 = Paths.get("nioo\hi.txt");
        path3 = path3.resolve(path4);
        System.out.println(path3);

//        File toFile(): 将Path转化为File类的对象
        File file = path1.toFile();//Path--->File的转换

        Path newPath = file.toPath();//File--->Path的转换

    }


}