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深入死磕 Java IO 流

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深入死磕 Java IO 流

前言

我们日常开发过程中,有许多方面都涉及到 IO 流,比如上传下载、传输、设计模式等等。而所有的一切都是基于 IO 流来进行,所以今天就来看看 Java 中 IO 流的相关知识点。

文件对象 文件路径

Java 标准库 java.io 提供了 File 对象用于操作文件和目录,也就是说我们的文件和目录都是可以通过 File 封装成对象的。构造 File 对象时,需要传入我们的文件或目录的路径名,常用的构造方法如下:

import java.io.File;



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);
    }
}
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对于我们传入文件的路径,既可以使用绝对路径,也可以使用相对路径。

  • 相对路径:以当前文件所在位置为参考,然后建立出另一个文件所在位置路径。我们最常用的有 . 和 ..,前者表示当前目录,而后者则表示当前目录的上一级目录。假设我们当前目录为 /home/cunyu1943/data,则 . 仍然表示该目录,而 .. 则表示 /home/cunyu1943 目录。
  • 绝对路径:又可以分为 本地绝对路径网络绝对路径。本地绝对路径以根目录为参考,指文件在硬盘中真实存在的路径,比如在 Windows 系统,我们的一个绝对路径是 D:\Softwares\Typora\Typora.exe,而在类 Unix 系统中则为 /home/cunyu1943/IO.md,此时需要注意平台间的分隔符是不一样的,但为了同一,推荐同一写成 /,这样程序在不同系统中迁移时也不会出现问题。而网络绝对位置则指带有网址的路径,比如 https://cunyu1943.site/index.html。
import java.io.File;
import java.io.IOException;



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());
    }
}
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文件和目录操作 创建与删除

既然拿到了 File 对象,接下来就是通过操作该对象来进行创建和删除文件或目录了,以下是一些 File 类常用的创建和删除方法。

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



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("创建文件成功");
 } else {
     System.out.println("创建文件失败");
 }

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

 File file2 = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/demo");
 if (file2.mkdir()) {
     System.out.println("创建文件夹成功");
 } else {
     System.out.println("创建文件夹失败");
 }

 File file3 = new File("D:/PersonalFiles/github/githubCodes/IDEA/TheWay2Java/IOStream/data/JavaSE/demo");
 if (file3.mkdirs()) {
     System.out.println("创建多级目录成功");
 } else {
     System.out.println("创建多级目录失败");
 }
    }
}
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注意

  • 创建文件时,调用的是 createNewFile() 方法,而创建目录时调用的是 mkdir() 或者 mkdirs() 方法。我们在调用时要注意区分,否则就算你的路径是文件,当调用了创建目录的方法后它也会创建成目录而非文件。对应的,就算你给定的路径是目录,当调用创建文件的方法后它也会创建成文件而非目录。

  • 删除目录时,若目录中有内容(目录、文件),则 不能直接删除,而是应该先删除目录中的内容,然后才能删除目录;

相关属性

获取到 File 对象后,我们可以对其相关属性进行判断,常用方法如下:

import java.io.File;



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("该对象可执行");
 } else {
     System.out.println("该对象不可执行");
 }
 if (file.canRead()) {
     System.out.println("该对象可读");
 } else {
     System.out.println("该对象不可读");
 }
 if (file.canWrite()) {
     System.out.println("该对象可写");
 } else {
     System.out.println("该对象不可写");
 }

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

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判断和获取

获取到 File 对象后,我们既可以用它来表示文件,也可以用来表示目录。而对于文件和目录的判断和获取功能,可以使用如下常用的方法:

import java.io.File;



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("目录下的文件和目录列表:(文件或目录名)");
 for (String path : file.list()) {
     System.out.println(path);
 }
 System.out.println("-------------------------");
 System.out.println("目录下的文件和目录列表:(完整绝对路径)");
 for (File path : file.listFiles()) {
     System.out.println(path);
 }
    }
}
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练习

假设我们要遍历 Windows 下 C 盘的 Windows 目录,并且列出其中文件名和文件大小,而不用列出目录名,我们可以利用如下代码来实现:

import java.io.File;



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() + " 字节");
     }
 }
    }
}
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流 什么是流

所谓流,就是一系列数据的组合。当我们需要进行数据交互的时候,比如在服务器和客户端之间进行数据交互时,我们此时就可以使用 Java 中的流来实现。Java 中,数据的输入和输出都是以流的形式来进行的。根据数据流方向的不同,我们可以将其分为:输入流输出流。而根据处理的数据单位不同,可分为:字节流字符流。两者的关系可以描述为下表:


而对于字节流和字符流的选用原则,我们建议遵循如下规则:如果数据能够通过 Windows 自带笔记本软件打开并且能够读懂其中的内容,则选用字符流,否则选择字节流。而如果我们也不知道应该使用何种类型的流,则默认使用字节流

下图描述了字节流和字符流的类层次图,注意:无论是字节流还是字符流,其子类名都是以其父类名作为子类名的后缀的

InputStream

注意,InputStream 并非是并不是一个接口,而是所有字节输入流所有类的父类。下面我们主要以 FileInputStream 来举例,所谓 FileInputStream,就是从文件流中读取数据,然后将数据从文件中读取到内存,常用方法如下:

下面是一个从文件中读取数据到内存中的实例,文件内容如下:

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



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)) {

//     读取输入流中可以被读的 bytes 估计值
     int size = inputStream.available();
//     根据 bytes 数创建数组
     byte[] array = new byte[size];
//     数据读取到数组
     inputStream.read(array);
//     数组转化为字符串
     result = new String(array);

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

// 打印字符串
 System.out.println(result);

    }
}
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OutputStream

OutputStream 并非是并不是一个接口,而是所有输出字节流的所有类的父类。下面我们主要以 FileOutputStream 来举例,所谓 FileOutputStream,就是从内存中读取数据,然后将数据从内存存放到文件中,常用方法如下:

import java.io.*;



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 = "这是一个 OutputStream 实例!";
 try (OutputStream outputStream = new FileOutputStream(file)) {
//     字符串转换为 byte 数组
     byte[] array = content.getBytes();

//     写入数据
     outputStream.write(array);
 } catch (IOException e) {
     e.printStackTrace();
 }

 System.out.println("写入成功");
    }
}
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需要注意的点:

  • 字节流写入数据时如何实现换行?

写入换行的转义字符的字节数组即可,但是需要注意,不同系统下换行的转义字符不同,Windows 下为 rn,macOS 下为 r,而 Linux 下为 m。

  • 字节流写入数据时如何实现追加?

调用 public FileOutputStream(String name, boolean append) 这个构造方法即可,当 append 为 true 时,表示追加,默认情况下是 false,表示不追加。

字符串中的编解码问题 编码
  • byte[] getBytes():使用平台默认字符集将该字符串编码成一系列字节,然后将结果存储到新的字节数组中;
  • byte[] getBytes(String charsetName):使用指定字符集将该字符串编码为一系列字节,然后将结果存储到新的字节数组中;
解码
  • String(byte[] bytes):使用平台默认字符集解码指定的字节数来构造新的字符串;
  • String(byte[] bytes, String charsetName):通过指定的字符集解码指定的字节数组来构造新的字符串;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Arrays;



public class EncodeAndDecode {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
// 编码
 String str = "村雨遥";
 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));

// 解码
 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);
    }
}
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Writer

当我们要写入基于字符的数据到数据源中时,需要使用写入器 Writer. 以其中的 FileWriter 具体展开,其常用方法如下:

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



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("公众号:村雨遥");
     bufferedWriter.newline();
     bufferedWriter.write("Blog:https://cunyu1943.site");
     bufferedWriter.newline();
     bufferedWriter.flush();
 } catch (IOException e) {
     e.printStackTrace();
 }
 System.out.println("写入成功");
    }
}
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![](data:image/svg+xml;utf8,)

Reader

当我们要从数据源读取基于字符的数据时,需要使用读取器 Reader. 我们以 FileReader 实践,其常用的方法有:

我们以从文件中读取内容为例:

import java.io.*;



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("内容如下:");
 try (BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(file))) {
     while ((content = bufferedReader.readLine()) != null) {
  System.out.println(content);
     }
 } catch (IOException e) {
     e.printStackTrace();
 }
    }
}
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作者:村雨遥
链接:https://juejin.cn/post/6953438087741440013
来源:掘金
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