Java I/O学习（附实例和详解）

一、Java I/O类结构以及流的基本概念

在阅读Java I/O的实例之前我们必须清楚一些概念，我们先看看Java I/O的类结构图：

Java I/O主要以流的形式进行读写数据。

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。

根据处理数据的数据类型的不同可以分为：字符流和字节流。

字符流和字节流的主要区别：

1.字节流读取的时候，读到一个字节就返回一个字节； 字符流使用了字节流读到一个或多个字节（中文对应的字节数是两个，在UTF-8码表中是3个字节）时。先去查指定的编码表，将查到的字符返回。

2.字节流可以处理所有类型数据，如：图片，MP3，AVI视频文件，而字符流只能处理字符数据。只要是处理纯文本数据，就要优先考虑使用字符流，除此之外都用字节流。

3.实际上字节流在操作时本身不会用到缓冲区（内存），是文件本身直接操作的，而字符流在操作时使用了缓冲区，通过缓冲区再操作文件。

下面我们以文件操作作为实例进一步了解。

二、字符流实例

之前提到过“只要是处理纯文本数据，就要优先考虑使用字符流，除此之外都用字节流”。因此本字符流操作实例是操作txt文件。对其进行读写操作。

2.1、一些概念

此前，我们需要了解一些概念。

Java采用16位的Unicode来表示字符串和字符的。在写入字符流时我们都可以指定写入的字符串的编码。

这里博主贴出字符流类图结构，方便猿友阅读：

在文件操作的时候我们主要使用到FileReader和FileWriter或BufferedReader和BufferedWriter。

从类结构图来看：

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。

2.2、FileReader和BufferedReader的使用

FileReader的常用构造包括以下两种：

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

（2）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：

（1）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.

（2）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.

（3）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。

BufferedReader有以下两种构造方法：

（1）BufferedReader(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。

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

BufferedReader的常用方法包括以下几种：

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

（2）int read(char[], int, int)：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。

（3）String readLine()：读取一文本行。该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。

代码实例：

package java_io;

import java.io.BufferedReader;  
import java.io.File;  
import java.io.FileNotFoundException;  
import java.io.FileReader;  
import java.io.IOException;  

public class TestReader {  

    public static void main(String[] args) {  
        TestReader testReader = new TestReader();
        String path = "C:\\Users\\luoguohui\\Desktop\\readerTest.txt";  
        testReader.readFileByFileReader(path); 
        testReader.readFileByBufferedReader(path); 
    }

    public void readFileByFileReader(String path){
        FileReader fileReader = null; 
        try {
            fileReader = new FileReader(path);  
            char[] buf = new char[1024]; //每次读取1024个字符
            int temp = 0; 
            System.out.println("readFileByFileReader执行结果：");
            while ((temp = fileReader.read(buf)) != -1) {  
                System.out.print(new String(buf, 0, temp));  
            }
            System.out.println();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally { //像这种i/o操作尽量finally确保关闭
            if (fileReader!=null) {
                try {
                    fileReader.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public void readFileByBufferedReader(String path){
        File file = new File(path);  
        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("readFileByBufferReader执行结果：");
                while (line != null) {  
                    System.out.println(line);   
                    line = bufferedReader.readLine();  
                }  
            } catch (FileNotFoundException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } catch (IOException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } finally {  
                try {  
                    fileReader.close();  
                    bufferedReader.close();  
                } catch (IOException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    } 
}  

上面代码用到finally，关于finally虽然与I/O无关，不过这里还是说一下：

1、不管有木有出现异常，finally块中代码都会执行；

2、当try和catch中有return时，finally仍然会执行；

3、finally是在return后面的表达式运算后执行的（此时并没有返回运算后的值，而是先把要返回的值保存起来，管finally中的代码怎么样，返回的值都不会改变，任然是之前保存的值），所以函数返回值是在finally执行前确定的；

4、finally中最好不要包含return，否则程序会提前退出，返回值不是try或catch中保存的返回值。

readerTest.txt文本内容：

执行结果：

2.3、FileWriter和BufferWriter的使用

FileWriter的常用构造有以下四种：

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

（2）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。

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

（4）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：

（1）void writer(int c)：向文件中写入正整数c代表的单个字符。

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

（3）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。

（4）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。

（5）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。

（6）Writer append(char c)：向文件中追加单个字符c。

（7）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。

（8）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。

（9）void flush()：刷新字符输出流缓冲区。

（10）void close()：关闭字符输出流。

BufferedWriter也拥有如下两种形式的构造方法：

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

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

BufferedWriter的常用方法包括以下几种：

（1）void close() ：关闭字符输出流。

（2）void flush() ：刷新字符输出流缓冲区。

（3）void newLine()： 写入文本行。

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

（5）void write(int oneChar) ：写入单个字符。

（6）void write(String str, int offset, int count) ：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。

（7）以上的方法都是重写了Writer的，还有继承自java.io.Writer 的方法：Writer append(char c)、Writer append(CharSequence csq)、Writer append(CharSequence csq, int start, int end)、void write(char[] cbuf)、write(String str)等方法。

代码实例：

package java_io;

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

public class TestWriter {
    public static void main(String[] args) {  
        TestWriter testWriter = new TestWriter();
        String path = "C:\\Users\\luoguohui\\Desktop\\readerTest.txt";  
        testWriter.writeFileByFileWriter(path);  
        testWriter.writeFileByBufferWriter(path);  
    }  

    public void writeFileByFileWriter(String path){
        FileWriter fileWriter = null;  
        try {  
            fileWriter = new FileWriter(path,true);             
            //将字符串写入到流中，\r\n表示换行  
            //因为fileWriter不会自动换行
            fileWriter.write("本行是通过fileWriter加入的行\r\n");  
            //如果想马上看到写入效果，则需要调用w.flush()方法  
            fileWriter.flush();  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } finally {  
            if(fileWriter != null) {  
                try {  
                    fileWriter.close();  
                } catch (IOException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    }

    public void writeFileByBufferWriter(String path){
        File file = new File(path);  
        if (file.isFile()) {  
            BufferedWriter bufferedWriter = null;  
            FileWriter fileWriter = null;  
            try {  
                fileWriter = new FileWriter(file,true);  
                bufferedWriter = new BufferedWriter(fileWriter);  
                bufferedWriter.write("本行是通过bufferedWriter加入的行\r\n");  
                bufferedWriter.flush();  
            } catch (FileNotFoundException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } catch (IOException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } finally {  
                try {  
                    fileWriter.close();  
                    bufferedWriter.close();  
                } catch (IOException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    } 
}

我们先把readerTest.txt文件的内容清空，运行结果如下（不清空也行，只是运行结果博主的不一样）：

三、字节流实例

3.1、实例之前

再次声明之前提到过的“只要是处理纯文本数据，就要优先考虑使用字符流，除此之外都用字节流”。

这里博主贴出字节流类图结构，方便猿友阅读：

下面我们依旧以文件读写为例。

3.2、FileInputStream的使用

FileInputStream的构造方法：

（1）FileInputStream(File file) ：通过打开一个到实际文件的连接来创建一个 FileInputStream，该文件通过文件系统中的 File 对象 file 指定。

（2）FileInputStream(FileDescriptor fdObj) ：通过使用文件描述符 fdObj 创建一个 FileInputStream，该文件描述符表示到文件系统中某个实际文件的现有连接。

（3）FileInputStream(String name) 通过打开一个到实际文件的连接来创建一个 FileInputStream，该文件通过文件系统中的路径名 name 指定。

FileInputStream的常用方法：

（1）int available()：返回下一次对此输入流调用的方法可以不受阻塞地从此输入流读取（或跳过）的估计剩余字节数。

（2）void close()：关闭此文件输入流并释放与此流有关的所有系统资源。

（3）protected void finalize()：确保在不再引用文件输入流时调用其 close 方法。

（4）FileChannel getChannel()：返回与此文件输入流有关的唯一 FileChannel 对象。

（5）FileDescriptor getFD()：返回表示到文件系统中实际文件的连接的 FileDescriptor 对象，该文件系统正被此 FileInputStream 使用。

（6）int read()：从此输入流中读取一个数据字节。

（7）int read(byte[] b)：从此输入流中将最多 b.length 个字节的数据读入一个 byte 数组中。

（8）int read(byte[] b, int off, int len)：从此输入流中将最多 len 个字节的数据读入一个 byte 数组中。

（9）long skip(long n)：从输入流中跳过并丢弃 n 个字节的数据。

代码实例：

package java_io;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class TestFileInputStream {

    public static void main(String[] args) {  
        TestFileInputStream testFileInputStream = new TestFileInputStream();
        String path = "C:\\Users\\luoguohui\\Desktop\\readerTest.txt";  
        testFileInputStream.readFileByFileInputStream(path); 
    }

    public void readFileByFileInputStream(String path) {
        FileInputStream fileInputStream = null;
        try {
            // 创建文件输入流对象
            fileInputStream = new FileInputStream(path);
            // 设定读取的字节数
            int n = 1024;
            byte buffer[] = new byte[1024];
            // 读取输入流
            System.out.println("readFileByFileInputStream执行结果：");
            while ((fileInputStream.read(buffer, 0, n) != -1) && (n > 0)) {
                System.out.print(new String(buffer));
            }
            System.out.println();
        } catch (IOException ioe) {
            ioe.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关闭输入流
            if (fileInputStream != null) {
                try {
                    fileInputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

readerTest.txt内容：

运行结果：

3.3、FileOutputStream 的使用

FileOutputStream的构造方法：

（1）FileOutputStream(File file) ：创建一个向指定 File 对象表示的文件中写入数据的文件输出流。

（2）FileOutputStream(File file, boolean append) ：创建一个向指定 File 对象表示的文件中写入数据的文件输出流。append参数用来指定是否在原文件之后追加内容。

（3）FileOutputStream(FileDescriptor fdObj) ：创建一个向指定文件描述符处写入数据的输出文件流，该文件描述符表示一个到文件系统中的某个实际文件的现有连接。

（4）FileOutputStream(String name) ：创建一个向具有指定名称的文件中写入数据的输出文件流。

（5）FileOutputStream(String name, boolean append) ： 创建一个向具有指定 name 的文件中写入数据的输出文件流。append参数用来指定是否在原文件之后追加内容。

FileOutputStream的常用方法：

（1）void close() ：关闭此输出流并释放与此流有关的所有系统资源。

（2）void flush() ：刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。

（3）void write(byte[] b) ：将 b.length 个字节从指定的字节数组写入此输出流。

（4）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。

（6）abstract void write(int b) ：将指定的字节写入此输出流。

代码实例：

package java_io;

import java.io.FileOutputStream;

public class TestFileOutputStream {
    public static void main(String[] args) {  
        TestFileOutputStream testFileOutputStream = new TestFileOutputStream();
        String path = "C:\\Users\\luoguohui\\Desktop\\readerTest.txt";  
        testFileOutputStream.readFileByFileOutputStream(path); 
    }

    public void readFileByFileOutputStream(String path) {
        FileOutputStream fos = null;  
        try {  
            fos = new FileOutputStream(path,true);  
            String str = "这是使用FileOutputStream添加的内容\r\n";
            byte[] b = str.getBytes();
            fos.write(b);  
            fos.flush();
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();
        } finally {  
            try {  
                fos.close();  
            } catch (Exception e2) {  
                e2.printStackTrace();
            }  
        }  
    }
}

运行结果：