死磕 IO 流？你都磕對地方了么

前言

我們?nèi)粘ｉ_發(fā)過程中，有許多方面都涉及到 IO 流，比如上傳下載、傳輸、設(shè)計模式等等。而所有的一切都是基于 IO 流來進行，所以今天就來看看 Java 中 IO 流的相關(guān)知識點。

本文主要內(nèi)容安排如下：

• 文件對象
• 流簡介
• 字節(jié)流
• 字符流

文件對象

文件路徑

Java 標準庫 java.io 提供了 File 對象用于操作文件和目錄，也就是說我們的文件和目錄都是可以通過 File 封裝成對象的。構(gòu)造 File 對象時，需要傳入我們的文件或目錄的路徑名，常用的構(gòu)造方法如下：

import java.io.File;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : FileObject
 * @date : 2021/4/20 9:20
 * @description : 創(chuàng)建 File 對象的三個構(gòu)造方法
 */

public class FileObject {
    public static void main(String[] args) {

        File file1 = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/1.txt");
        System.out.println(file1);

        File file2 = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data", "1.txt");
        System.out.println(file2);

        File file3 = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data");
        File file4 = new File(file3, "1.txt");
        System.out.println(file4);
    }
}

對于我們傳入文件的路徑，既可以使用絕對路徑，也可以使用相對路徑。

• 相對路徑：以當前文件所在位置為參考，然后建立出另一個文件所在位置路徑。我們最常用的有 . 和 ..，前者表示當前目錄，而后者則表示當前目錄的上一級目錄。假設(shè)我們當前目錄為 /home/cunyu1943/data，則 . 仍然表示該目錄，而 .. 則表示 /home/cunyu1943 目錄。
• 絕對路徑：又可以分為 本地絕對路徑 和 網(wǎng)絡(luò)絕對路徑。本地絕對路徑以根目錄為參考，指文件在硬盤中真實存在的路徑，比如在 Windows 系統(tǒng)，我們的一個絕對路徑是 D:\\Softwares\\Typora\\Typora.exe，而在類 Unix 系統(tǒng)中則為 /home/cunyu1943/IO.md，此時需要注意平臺間的分隔符是不一樣的，但為了同一，推薦同一寫成 /，這樣程序在不同系統(tǒng)中遷移時也不會出現(xiàn)問題。而網(wǎng)絡(luò)絕對位置則指帶有網(wǎng)址的路徑，比如 https://cunyu1943.site/index.html。

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

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : FilePath
 * @date : 2021/4/20 9:55
 * @description : 文件路徑
 */

public class FilePath {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("../data/1.txt");
        System.out.println(file.getPath());
        System.out.println(file.getAbsolutePath());
        System.out.println(file.getCanonicalPath());
    }
}

文件和目錄操作

創(chuàng)建與刪除

既然拿到了 File 對象，接下來就是通過操作該對象來進行創(chuàng)建和刪除文件或目錄了，以下是一些 File 類常用的創(chuàng)建和刪除方法。

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

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : CreateAndDelete
 * @date : 2021/4/20 10:40
 * @description : 創(chuàng)建&刪除
 */

public class CreateAndDelete {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file1 = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/2.txt");
        if (file1.createNewFile()) {
            System.out.println("創(chuàng)建文件成功");
        } else {
            System.out.println("創(chuàng)建文件失敗");
        }

        if (file1.delete()) {
            System.out.println("刪除文件成功");
        } else {
            System.out.println("刪除文件失敗");
        }

        File file2 = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/demo");
        if (file2.mkdir()) {
            System.out.println("創(chuàng)建文件夾成功");
        } else {
            System.out.println("創(chuàng)建文件夾失敗");
        }

        File file3 = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/JavaSE/demo");
        if (file3.mkdirs()) {
            System.out.println("創(chuàng)建多級目錄成功");
        } else {
            System.out.println("創(chuàng)建多級目錄失敗");
        }
    }
}

注意：

• 創(chuàng)建文件時，調(diào)用的是 createNewFile() 方法，而創(chuàng)建目錄時調(diào)用的是 mkdir() 或者 mkdirs() 方法。我們在調(diào)用時要注意區(qū)分，否則就算你的路徑是文件，當調(diào)用了創(chuàng)建目錄的方法后它也會創(chuàng)建成目錄而非文件。對應(yīng)的，就算你給定的路徑是目錄，當調(diào)用創(chuàng)建文件的方法后它也會創(chuàng)建成文件而非目錄。

• 刪除目錄時，若目錄中有內(nèi)容（目錄、文件），則 不能直接刪除，而是應(yīng)該先刪除目錄中的內(nèi)容，然后才能刪除目錄；

相關(guān)屬性

獲取到 File 對象后，我們可以對其相關(guān)屬性進行判斷，常用方法如下：

import java.io.File;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/20 11:04
 * @description : 相關(guān)屬性
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/new.txt");

        if (file.canExecute()) {
            System.out.println("該對象可執(zhí)行");
        } else {
            System.out.println("該對象不可執(zhí)行");
        }
        if (file.canRead()) {
            System.out.println("該對象可讀");
        } else {
            System.out.println("該對象不可讀");
        }
        if (file.canWrite()) {
            System.out.println("該對象可寫");
        } else {
            System.out.println("該對象不可寫");
        }

        System.out.println("文件大小：" + file.length() + " Byte");
    }
}

判斷和獲取

獲取到 File 對象后，我們既可以用它來表示文件，也可以用來表示目錄。而對于文件和目錄的判斷和獲取功能，可以使用如下常用的方法：

import java.io.File;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/20 11:15
 * @description : 判斷和獲取
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data");
        System.out.println(file.isDirectory());
        System.out.println(file.isFile());
        System.out.println(file.exists());
        System.out.println("-------------------------");
        System.out.println(file.getPath());
        System.out.println(file.getAbsolutePath());
        System.out.println(file.getName());
        System.out.println("-------------------------");
        System.out.println("目錄下的文件和目錄列表：（文件或目錄名）");
        for (String path : file.list()) {
            System.out.println(path);
        }
        System.out.println("-------------------------");
        System.out.println("目錄下的文件和目錄列表：（完整絕對路徑）");
        for (File path : file.listFiles()) {
            System.out.println(path);
        }
    }
}

練習

假設(shè)我們要遍歷 Windows 下 C 盤的 Windows 目錄，并且列出其中文件名和文件大小，而不用列出目錄名，我們可以利用如下代碼來實現(xiàn)：

import java.io.File;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Test
 * @date : 2021/4/20 11:40
 * @description : 遍歷 C 盤 Windows 目錄下的文件，并打印文件名和大小
 */

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("C:/windows");
        for (File item : file.listFiles()) {
            if (item.isFile()) {
                System.out.println("文件名：" + item.getName() + "\t文件大小占：" + item.length() + " 字節(jié)");
            }
        }
    }
}

流

什么是流

所謂流，就是一系列數(shù)據(jù)的組合。當我們需要進行數(shù)據(jù)交互的時候，比如在服務(wù)器和客戶端之間進行數(shù)據(jù)交互時，我們此時就可以使用 Java 中的流來實現(xiàn)。Java 中，數(shù)據(jù)的輸入和輸出都是以流的形式來進行的。根據(jù)數(shù)據(jù)流方向的不同，我們可以將其分為：輸入流、輸出流。而根據(jù)處理的數(shù)據(jù)單位不同，可分為：字節(jié)流、字符流。兩者的關(guān)系可以描述為下表：

而對于字節(jié)流和字符流的選用原則，我們建議遵循如下規(guī)則：如果數(shù)據(jù)能夠通過 Windows 自帶筆記本軟件打開并且能夠讀懂其中的內(nèi)容，則選用字符流，否則選擇字節(jié)流。而如果我們也不知道應(yīng)該使用何種類型的流，則默認使用字節(jié)流。

下圖描述了字節(jié)流和字符流的類層次圖，注意：無論是字節(jié)流還是字符流，其子類名都是以其父類名作為子類名的后綴的。

InputStream

注意，InputStream 并非是并不是一個接口，而是所有字節(jié)輸入流所有類的父類。下面我們主要以 FileInputStream 來舉例，所謂 FileInputStream，就是從文件流中讀取數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)從文件中讀取到內(nèi)存，常用方法如下：

下面是一個從文件中讀取數(shù)據(jù)到內(nèi)存中的實例，文件內(nèi)容如下：

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : TestInputStream
 * @date : 2021/4/20 15:29
 * @description : InputStream 實例
 */

public class TestInputStream {

    public static void main(String[] args) {

        String result = null;
        File file = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/1.txt");
        try (InputStream inputStream = new FileInputStream(file)) {

//            讀取輸入流中可以被讀的 bytes 估計值
            int size = inputStream.available();
//            根據(jù) bytes 數(shù)創(chuàng)建數(shù)組
            byte[] array = new byte[size];
//            數(shù)據(jù)讀取到數(shù)組
            inputStream.read(array);
//            數(shù)組轉(zhuǎn)化為字符串
            result = new String(array);

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

//        打印字符串
        System.out.println(result);

    }
}

OutputStream

OutputStream 并非是并不是一個接口，而是所有輸出字節(jié)流的所有類的父類。下面我們主要以 FileOutputStream 來舉例，所謂 FileOutputStream，就是從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)從內(nèi)存存放到文件中，常用方法如下：

import java.io.*;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : TestOutputStream
 * @date : 2021/4/20 15:58
 * @description : OutputStream 實例
 */

public class TestOutputStream {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/2.txt");
        String content = "這是一個 OutputStream 實例！";
        try (OutputStream outputStream = new FileOutputStream(file)) {
//            字符串轉(zhuǎn)換為 byte 數(shù)組
            byte[] array = content.getBytes();

//            寫入數(shù)據(jù)
            outputStream.write(array);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("寫入成功");
    }
}

需要注意的點：

• 字節(jié)流寫入數(shù)據(jù)時如何實現(xiàn)換行？

寫入換行的轉(zhuǎn)義字符的字節(jié)數(shù)組即可，但是需要注意，不同系統(tǒng)下?lián)Q行的轉(zhuǎn)義字符不同，Windows 下為 \r\n，macOS 下為 \r，而 Linux 下為 \m。

• 字節(jié)流寫入數(shù)據(jù)時如何實現(xiàn)追加？

調(diào)用 public FileOutputStream(String name, boolean append) 這個構(gòu)造方法即可，當 append 為 true 時，表示追加，默認情況下是 false，表示不追加。

字符串中的編解碼問題

編碼

• byte[] getBytes()：使用平臺默認字符集將該字符串編碼成一系列字節(jié)，然后將結(jié)果存儲到新的字節(jié)數(shù)組中；
• byte[] getBytes(String charsetName)：使用指定字符集將該字符串編碼為一系列字節(jié)，然后將結(jié)果存儲到新的字節(jié)數(shù)組中；

解碼

• String(byte[] bytes)：使用平臺默認字符集解碼指定的字節(jié)數(shù)來構(gòu)造新的字符串；
• String(byte[] bytes, String charsetName)：通過指定的字符集解碼指定的字節(jié)數(shù)組來構(gòu)造新的字符串；

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Arrays;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : EncodeAndDecode
 * @date : 2021/4/21 9:37
 * @description : 編碼和解碼
 */

public class EncodeAndDecode {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
//        編碼
        String str = "村雨遙";
        byte[] bytes1 = str.getBytes();
        byte[] bytes2 = str.getBytes("UTF-8");
        byte[] bytes3 = str.getBytes("GBK");

        System.out.println(Arrays.toString(bytes1));
        System.out.println(Arrays.toString(bytes2));
        System.out.println(Arrays.toString(bytes3));

//        解碼
        String res1 = new String(bytes1);
        String res2 = new String(bytes1, "UTF-8");
        String res3 = new String(bytes1, "GBK");

        System.out.println(res1);
        System.out.println(res2);
        System.out.println(res3);
    }
}

Writer

當我們要寫入基于字符的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)源中時，需要使用寫入器 Writer. 以其中的 FileWriter 具體展開，其常用方法如下：

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : TestWriter
 * @date : 2021/4/20 18:35
 * @description : Writer 實例
 */

public class TestWriter {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/2.txt");
        try (BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(file))) {
            bufferedWriter.write("公眾號：村雨遙");
            bufferedWriter.newLine();
            bufferedWriter.write("Blog：https://cunyu1943.site");
            bufferedWriter.newLine();
            bufferedWriter.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("寫入成功");
    }
}

Reader

當我們要從數(shù)據(jù)源讀取基于字符的數(shù)據(jù)時，需要使用讀取器 Reader. 我們以 FileReader 實踐，其常用的方法有：

我們以從文件中讀取內(nèi)容為例：

import java.io.*;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : TestReader
 * @date : 2021/4/20 18:40
 * @description : Reader 實例
 */

public class TestReader {
    public static void main(String[] args) {
        String content = null;
        File file = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/2.txt");
        System.out.println("內(nèi)容如下：");
        try (BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(file))) {
            while ((content = bufferedReader.readLine()) != null) {
                System.out.println(content);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

總結(jié)

好了，關(guān)于 IO 流的知識點到此就結(jié)束了，趕緊學起來！如果你覺得本文對你有所幫助，那就點贊關(guān)注一波吧！

對于文中遺漏或者錯誤的知識點，歡迎大家評論留言，咱們評論區(qū)見！