Java I/O解读与使用实例

转载的林炳文Evankaka原创作品。转载请注明出处http://blog.csdn.net/evankaka

摘要：本文主要讲解了Java I/O解读与使用实例。

一、I/O基本概念

I/O全称是Input/Output，Java的I/O就是Java的输入与输出操作。与之相关的接口和类都放在java.io包里面，因而，在进行Java输入输出操作时，需要导入该包。利用Java的I/O大大地扩展了系统的输入与输出范畴，不仅可以从控制台输入输出，还可以从其他数据存储形式进行输入输出，例如本地文件、远程数据库等。Java的I/O在文件数据的读写、数据的网络发送与接收等很多场合发挥着重要作用。



流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。对于文件内容的操作主要分为两大类分别是：字符流和字节流

（1）字节流有两个抽象类：InputStream OutputStream其对应子类有FileInputStream和FileOutputStream实现文件读写。而BufferedInputStream和BufferedOutputStream提供缓冲区功能。





（2）字符流有两个抽象类：Writer Reader其对应子类FileWriter和FileReader可实现文件的读写操作.BufferedWriter和BufferedReader能够提供缓冲区功能，用以提高效率。

二、I/O流的分类

根据处理数据类型的不同分为：字符流和字节流

根据数据流向不同分为：输入流和输出流

字符流和字节流

字符流的由来： 因为数据编码的不同，而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时，去查了指定的码表。字节流和字符流的区别：

（1）读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位，字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。

（2）处理对象不同：字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等），而字符流只能处理字符类型的数据。

（3）字节流在操作的时候本身是不会用到缓冲区的，是文件本身的直接操作的；而字符流在操作的时候下后是会用到缓冲区的，是通过缓冲区来操作文件，我们将在下面验证这一点。

结论：优先选用字节流。首先因为硬盘上的所有文件都是以字节的形式进行传输或者保存的，包括图片等内容。但是字符只是在内存中才会形成的，所以在开发中，字节流使用广泛。

输入流和输出流

对输入流只能进行读操作，对输出流只能进行写操作，程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。

三、字节流读写操作

3.1、按字节流读文件

InputStream

此抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。需要定义 InputStream 的子类的应用程序必须始终提供返回下一个输入字节的方法。

int available()

返回此输入流方法的下一个调用方可以不受阻塞地从此输入流读取（或跳过）的字节数。

void close()

关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

void mark(int readlimit)

在此输入流中标记当前的位置。

boolean markSupported()

测试此输入流是否支持 mark 和 reset 方法。

abstract int read()

从输入流读取下一个数据字节。

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。

int read(byte[] b, int off, int len)

将输入流中最多 len 个数据字节读入字节数组。

void reset()

将此流重新定位到对此输入流最后调用 mark 方法时的位置。

long skip(long n)

跳过和放弃此输入流中的 n 个数据字节

其类图如下:



使用实例如下：

[java] view
plaincopy

package com.lin;

import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileNotFoundException;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

/**

* 功能概要：字节流读取文件

*

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

*/

public class Test1 {

/**

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param args

* @throws IOException

*/

public static void main(String[] args) {

String path = "D:" + File.separator + "test1.txt";

readFile1(path);

readFile2(path);

}

/**

* 字节流读取文件：单个字符读取

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param path

*/

public static void readFile1(String path) {

FileInputStream is = null;

try {

is = new FileInputStream(path);

System.out.println("===============================单个字符读取begin===============================");

int ch = 0;

while ((ch = is.read()) != -1) {

System.out.print((char) ch);

}

System.out.println();

System.out.println("===============================单个字符读取end===============================");

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

// 关闭输入流

if (is != null) {

try {

is.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

/**

* 字节流读取文件：数组循环读取

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param path

*/

public static void readFile2(String path) {

FileInputStream is = null;

try {

// 创建文件输入流对象

is = new FileInputStream(path);

// 设定读取的字节数

int n = 512;

byte buffer[] = new byte
;

// 读取输入流

System.out.println("===============================数组循环读取begin===============================");

while ((is.read(buffer, 0, n) != -1) && (n > 0)) {

System.out.print(new String(buffer));

}

System.out.println();

System.out.println("===============================数组循环读取end===============================");

} catch (IOException ioe) {

System.out.println(ioe);

} catch (Exception e) {

System.out.println(e);

} finally {

// 关闭输入流

if (is != null) {

try {

is.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

}

test1.txt内容如下：



程序运行结果：



注意：对于中文字符，会出现乱码，中文字符要用字符流来读取

如果把内容改成如下：



输出结果如下：



可以看到，中文确实变成乱码了，这就是按字节读取的坏处。

3.2、按字节流写文件

OutputStream

此抽象类是表示输出字节流的所有类的超类。输出流接受输出字节并将这些字节发送到某个接收器。需要定义OutputStream 子类的应用程序必须始终提供至少一种可写入一个输出字节的方法。

void close()

关闭此输出流并释放与此流有关的所有系统资源。

void flush()

刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。

void write(byte[] b)

将 b.length 个字节从指定的字节数组写入此输出流。

void write(byte[] b, int off, int len)

将指定字节数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。

abstract void write(int b)

将指定的字节写入此输出流。

进行I/O操作时可能会产生I/O例外，属于非运行时例外，应该在程序中处理。如：FileNotFoundException, EOFException, IOException等等，下面具体说明操作JAVA字节流的方法。

其类图如下：



使用实例如下：

[java] view
plaincopy

package com.lin;

import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileOutputStream;

/**

* 功能概要：

*

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

*/

public class Test2 {

/**

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

String input = "D:" + File.separator + "hello.jpg";

String output = "D:" + File.separator + "hello1.jpg";

writeFile(input,output);

}

/**

* 文件复制操作,可以是图片、文字

*

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param input

* @param output

*/

public static void writeFile(String input, String output) {

FileInputStream fis = null;

FileOutputStream fos = null;

byte[] buffer = new byte[100];

int temp = 0;

try {

fis = new FileInputStream(input);

fos = new FileOutputStream(output);

while (true) {

temp = fis.read(buffer, 0, buffer.length);

if (temp == -1) {

break;

}

fos.write(buffer, 0, temp);

}

} catch (Exception e) {

System.out.println(e);

} finally {

try {

fis.close();

fos.close();

} catch (Exception e2) {

System.out.println(e2);

}

}

}

}

运行结果：



还可以进行MP3的写！

四、字符流读写操作

4.1、字符流读取操作

java采用16位的Unicode来表示字符串和字符，对应的数据流就称为字符流。Reader和Writer为字符流设计。FileReader是InputStreamReader的子类，而InputStreamReader是Reader的子类；FileWriter是OutputStreamWriter的子类，而OutputStreamWriter则是Writer的子类。字符流和字节流的区别在于，字符流操作的对象是字符及字符数组，而字节流操作的对象则是字节及字节数组。

字符输入流

FileReader的常用构造包括以下几种。

FileReader(String fileName):根据文件名创建FileReader对象。

FileReader(File file):根据File对象创建FileReader对象。

FileReader的常用方法包括以下几种。

int read():读取单个字符。返回字符的整数值，如果已经到达文件尾，则返回-1.

int read(char[] cbuf):将字符读入cbuf字符数组。返回读取到的字符数，如果已经到达文件尾，则返回-1.

int read(char[] cbuf,int off,int len):将读取到的字符存放到cbuf字符数组从off标识的偏移位置开始处，最多读取len个字符。

与字节流不同，BufferReader是Reader的直接子类，这一点和BufferInputStream是InputStream的二级子类有所不同。通过BufferReader.readLine()方法可以实现读取文本行、返回字符串，因为我们平时读取的文本文件大多是断行的，而且该方法能直接返回字符串，因此BufferReader使用得比FileReader更为广泛。

BufferReader用有以下两种构造方法。

BufferReader(Reader in):根据in代表的Reader对象创建BufferReader实例，缓冲区大小采用默认值。

BufferReader(Reader in,int sz):根据in代表的Reader对象创建BufferReader实例，缓冲区大小采用指定sz值。

BufferReader.readLine()方法遇到以下字符或者字符串认为当前行结束：‘\n’(换行符),'\r'(回车符),'\r\n'(回车换行)。返回值为该行内容的字符串，不包含任何行终止符，如果已到达流末尾，则返回null。

其类图如下：



实例代码如下：

[java] view
plaincopy

package com.lin;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileNotFoundException;

import java.io.FileReader;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStreamReader;

/**

* 功能概要：字符流读取操作

*

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

*/

public class Test3 {

/**

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

String path = "D:" + File.separator + "test3.txt";

readFile1(path);

readFile2(path);

readFile3(path,"utf-8");

}

/**

* 字符流读取文件方法一

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param path

*/

public static void readFile1(String path) {

FileReader r = null;

try {

r = new FileReader(path);

// 读入到字符数组的优化

// 由于有时候文件太大，无法确定需要定义的数组大小

// 因此一般定义数组长度为1024，采用循环的方式读入

char[] buf = new char[1024];

int temp = 0;

System.out.println("========================== 字符流读取文件方法一==========================");

while ((temp = r.read(buf)) != -1) {

System.out.print(new String(buf, 0, temp));

}

System.out.println();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

if (r != null) {

try {

r.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

/**

* 字符流读取文件方法二

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param path

* @return

*/

public static String readFile2(String path) {

File file = new File(path);

StringBuffer sb = new StringBuffer();

if (file.isFile()) {

BufferedReader bufferedReader = null;

FileReader fileReader = null;

try {

fileReader = new FileReader(file);

bufferedReader = new BufferedReader(fileReader);

String line = bufferedReader.readLine();

System.out.println("========================== 字符流读取文件方法二==========================");

while (line != null) {

System.out.println(line);

sb.append(line + "\r\n");

line = bufferedReader.readLine();

}

} catch (FileNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

try {

fileReader.close();

bufferedReader.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

return sb.toString();

}

/**

* 字符流读取文件：可以指定文件编码格式

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param path

* @param charset

* @return

*/

public static String readFile3(String path,String charset) {

File file = new File(path);

StringBuffer sb = new StringBuffer();

if (file.isFile()) {

BufferedReader bufferedReader = null;

InputStreamReader inputStreamReader = null;

try {

inputStreamReader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file), charset);

bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);

String line = bufferedReader.readLine();

System.out.println("========================== 字符流读取文件方法三==========================");

while (line != null) {

System.out.println(line);

sb.append(line + "\r\n");

line = bufferedReader.readLine();

}

} catch (FileNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

try {

inputStreamReader.close();

bufferedReader.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

return sb.toString();

}

}

这是运行结果：



其中，第三种方法如果指定编码后结果如下：

[java] view
plaincopy

readFile3(path,"GBK");



可以看到，中文变成乱码了。

4.2、按字符写入

字符输出流

FileWriter的常用构造有以下几种。

FileWriter(String fileName):根据文件名创建FileWriter对象。

FileWriter(String fileName,boolean append):根据文件名创建FileWriter对象，append参数用来指定是否在原文件之后追加内容。

FileWriter(File file):根据File对象创建FileWriter对象。

FileWriter(File file,boolean append):根据File对象创建FileWriter对象，append参数用来指定是否在原文件之后追加内容。

FileWriter的常用方法包括以下几种。

void writer(int c):向文件中写入正整数c代表的单个字符。

void writer(char[] cbuf):向文件中写入字符数组cbuf。

void writer(char[] cbuf,int off, in len):向文件中写入字符数组cbuf从偏移位置off开始的len个字符。

void writer(String str):向文件中写入字符串str，注意此方法不会在写入完毕之后自动换行。

void writer(String str,int off,int len):向文件中写入字符串str的从位置off开始、长度为len的一部分子串。

Writer append(char c):向文件中追加单个字符c。

Writer append(CharSequence csq):向文件中追加csq代表的一个字符序列。CharSequence是从JDK1.4版本开始引入的一个接口，代表字符值的一个可读序列，此接口对许多不同种类的字符序列提供统一的只读访问。

Writer append(CharSequence csq,int start,int end):向文件中追加csq字符序列的从位置start开始、end结束的一部分字符。

void flush():刷新字符输出流缓冲区。

void close():关闭字符输出流。

和BufferReader相对应，启用缓冲区的BufferWriter也拥有一下两种形式的构造方法。

BufferWriter(Writer out): 根据out代表的Writer对象创建BufferWriter实例，缓冲区大小采用默认值。

BufferWriter(Writer out,int sz):根据out代表的Writer对象创建BufferWriter实例，缓冲区大小采用指定的sz值。

我们知道，BufferReader类的readLine()方法能一次从输入流中读入一行，但对于BufferWriter类，却没有一次写一行的方法。若要向输出流中一次写一行，可用PrintWriter类(PrintWriter也是Writer的直接子类)将原来的流改造成新的打印流，PrintWriter类有一个方法println(String),能一次输出一行，即在待输出的字符串后自动补“\r\n”.

其类图如下：



实例代码如下：

[java] view
plaincopy

package com.lin;

import java.io.BufferedWriter;

import java.io.File;

import java.io.FileWriter;

import java.io.IOException;

/**

* 功能概要：

*

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

*/

public class Test4 {

/**

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

String path = "D:" + File.separator + "test4.txt";

String str= "Evankaka林炳文Evankaka林炳文Evankaka林炳文\r\n";

writeFile(path,str);

writeFile(path,str);

writeFile(path,str);

}

/**

* 利用字符流写入文件

* @author linbingwen

* @since 2015年9月5日

* @param path

* @param content

*/

public static void writeFile(String path,String content){

//由于IO操作会抛出异常，因此在try语句块的外部定义FileWriter的引用

FileWriter w = null;

try {

//以path为路径创建一个新的FileWriter对象

//如果需要追加数据，而不是覆盖，则使用FileWriter（path，true）构造方法

//w = new FileWriter(path,true);

w = new FileWriter(path,true);

//将字符串写入到流中，\r\n表示换行

w.write(content);

//如果想马上看到写入效果，则需要调用w.flush()方法

w.flush();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

//如果前面发生异常，那么是无法产生w对象的

//因此要做出判断，以免发生空指针异常

if(w != null) {

try {

//关闭流资源，需要再次捕捉异常

w.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

}

写入的文件内容如下：



参考文章：
http://developer.51cto.com/art/201309/410902.htm http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-javaio/