絮叨
为什么写I/O流呢,因为群里有一个群友问了I/O流方面的知识,然后我看了下,我去大脑一片空白,这时候才发现自己的基础是多么的弱,而且就算你要学NIO 你连IO都忘得差不多了,还怎么往下学,我现在的目的,很简单,一步步来,把Java基础打牢,后面的多线程 ,锁 ,JVM都会慢慢讲到的。希望喜欢我的关注我,也可以加群一起学习,虽然说并不一定能给你多大的帮助,但是至少可以给你一个天天学习的氛围吧。
I/O历史背景
“对语言设计人员来说,创建好的输入/输出系统是一项特别困难的任务。”
无论是系统、还是语言的设计中IO的设计都是异常复杂的。面临的最大的挑战一般是如何覆盖所有可能的因素,我们不仅仅要考虑文件、控制台、网络、内存等不同的种类,而且要处理大量的不同的读取方式,如:顺序读取、随机读取,二进制读取、字符读取,按行读取、按字符读取……
Linux是第一个将设备抽象为文件的操作系统,在Linux中所有的外部设备都可以用读取文件的方法读取,这样编程人员就可以以操作文件的方法操作任何设备。C++在IO方面也做了一些改进――引进了流的概念,我们可以通过cin、cout读写一些对象。Java语言在IO设计方面取得较大的成功,它是完全面向对象的,主要采用装饰器模式避免大量的类,包括了最大的可能性,提供了较好的扩展机制……
“Java库的设计者通过创建大量类来攻克这个难题。事实上,Java的IO系统采用了如此多的类,以致刚开始会产生不知从何处入手的感觉(具有讽刺意味的是,Java的IO设计初衷实际要求避免过多的类)。” 上面一段来自《Think in Java》,确实很多初学者刚刚学习java的IO时会比较茫然,不过等我们知道装饰器模式(Decorator)的用意、场景及其在Java的IO包中的使用,你可能会真正领会整个IO的FrameWork。
总结一句话:计算机的本质就是 输入 处理 输出 这些东西于语言无关,语言只是工具,就好像你要去一个地方,你可以走路去,你也可以坐车,飞机。只不过目的一样。
IO概述
回想之前写过的程序,数据都是在内存中,一旦程序运行结束,这些数据都没有了,等下次再想使用这些数据,可是已经没有了。那怎么办呢?能不能把运算完的数据都保存下来,下次程序启动的时候,再把这些数据读出来继续使用呢?其实要把数据持久化存储,就需要把内存中的数据存储到内存以外的其他持久化设备(硬盘、光盘、U盘等)上
- 当需要把内存中的数据存储到持久化设备上这个动作称为输出(写)Output操作
- 当把持久设备上的数据读取到内存中的这个动作称为输入(读)Input操作
- 因此我们把这种输入和输出动作称为IO操作
IO的分类
Java IO一般包含两个部分:
- 1.java.io包中堵塞型IO;
- 2.java.nio包中的非堵塞型IO,通常称为NewIO。
学过操作系统的朋友都知道系统运行的瓶颈一般在于IO操作,一般打开某个IO通道需要大量的时间,同时端口中不一定就有足够的数据,这样read方法就一直等待读取此端口的内容,从而浪费大量的系统资源。有人也许会提出使用java的多线程技术啊!但是在当前进程中创建线程也是要花费一定的时间和系统资源的,因此不一定可取。Java New IO的非堵塞技术主要采用了Observer模式,就是有一个具体的观察者和=监测IO端口,如果有数据进入就会立即通知相应的应用程序。这样我们就避免建立多个线程,同时也避免了read等待的时间。不过本篇主要讲述java的堵塞型IO,就是我们通常应用的那个包。
Java的IO主要包含三个部分:
- 1.流式部分――IO的主体部分;
- 2.非流式部分――主要包含一些辅助流式部分的类,如:File类、RandomAccessFile类和FileDescriptor等类;
- 3.文件读取部分的与安全相关的类,如:SerializablePermission类。以及与本地操作系统相关的文件系统的类,如:FileSystem类和Win32FileSystem类和WinNTFileSystem类。
流式部分可以概括为:两个对应一个桥梁。两个对应指:
- 1.字节流(Byte Stream)和字符流(Char Stream)的对应;
- 2.输入和输出的对应。一个桥梁指:从字节流到字符流的桥梁。对应于输入和输出为InputStreamReader和OutputStreamWriter。
在流的具体类中又可以具体分为:
- 1.介质流(Media Stream或者称为原始流Raw Stream)――主要指一些基本的流,他们主要是从具体的介质上,如:文件、内存缓冲区(Byte数组、Char数组、StringBuffer对象)等,读取数据;
- 2.过滤流(Filter Stream)――主要指所有FilterInputStream/FilterOutputStream和FilterReader/FilterWriter的子类,主要是对其包装的类进行某些特定的处理,如:缓存等。
IO中的流
流具有最基本的特点:“One dimension , one direction .” 即流是一维的,同时流是单向的。关于维和我们通常说的一维长度,二维平面,三维空间,四维时空……是同一个概念,流就是一维的。单向就是只可以一个方向(按顺序从头至尾依次)读取,不可以读到某个位置,再返回前面某个位置。流的概念和实际水流的概念基本一致,水只可以从高向低一个方向流动。我们某时在目地喝了一口水,下次在同一个地点喝水已经不是当时的那片水了。
File类
我们先从file类 学起,file类是对文件夹的操作,它并不是操作具体的文件内容,还是操作文件夹和文件
File类的构造函数
- 通过构造方法创建File对象
public class FileDemo { public static void main(String[] args) { //File构造函数演示 String pathName = "e:\\test\\Hello.java"; File f1 = new File(pathName);//将Test22文件封装成File对象。注意;有可以封装不存在文件或者文件夹,变成对象。 System.out.println(f1); File f2 = new File("e:\\test","Hello.java"); System.out.println(f2); //将parent封装成file对象。 File dir = new File("e:\\test"); File f3 = new File(dir,"Hello.java"); System.out.println(f3); } } //e:\test\Hello.java //e:\test\Hello.java //e:\test\Hello.java 复制代码
File类的获取
创建完了File对象之后,那么File类中都有如下常用方法,可以获取文件相关信息
- 方法演示如下
public class FileMethodDemo { public static void main(String[] args) { //创建文件对象 File file = new File("Test22.java"); //获取文件的绝对路径,即全路径 String absPath = file.getAbsolutePath(); //File中封装的路径是什么获取到的就是什么。 String path = file.getPath(); //获取文件名称 String filename = file.getName(); //获取文件大小 long size = file.length(); System.out.println("absPath="+absPath); System.out.println("path="+path); System.out.println("filename="+filename); System.out.println("size="+size); } } //absPath=D:\code\BigData\designPattern\Test22.java //path=Test22.java //filename=Test22.java //size=0 复制代码
文件和文件夹的创建与删除等
经常上面介绍,我们知道可以通过File获取到文件名称,文件路径(目录)等信息。 接下来演示使用File类创建、删除文件等操作
- 下面来看看
public class FileMethodDemo2 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 对文件或者文件加进行操作。 File file = new File("e:\\file.txt"); // 创建文件,如果文件不存在,创建 true 。 如果文件存在,则不创建 false。 如果路径错误,IOException。 boolean b1 = file.createNewFile(); System.out.println("b1=" + b1); //-----------删除文件操作-------注意:不去回收站。慎用------ boolean b2 = file.delete(); System.out.println("b2="+b2); //-----------需要判断文件是否存在------------ boolean b3 = file.exists(); System.out.println("b3="+b3); //-----------对目录操作 创建,删除,判断------------ File dir = new File("e:\\abc"); //mkdir()创建单个目录。//dir.mkdirs();创建多级目录 boolean b4 = dir.mkdir(); System.out.println("b4="+b4); //删除目录时,如果目录中有内容,无法直接删除。 boolean b5 = dir.delete(); //只有将目录中的内容都删除后,保证该目录为空。这时这个目录才可以删除。 System.out.println("b5=" + b5); //-----------判断文件,目录------------ File f = new File("e:\\javahaha");// 要判断是否是文件还是目录,必须先判断存在。 // f.mkdir();//f.createNewFile(); System.out.println(f.isFile()); System.out.println(f.isDirectory()); } } //b1=true //b2=true //b3=false //b4=true //b5=true //false //false 复制代码
listFile()方法
文件都存放在目录(文件夹)中,那么如何获取一个目录中的所有文件或者目录中的文件夹呢?那么我们先想想,一个目录中可能有多个文件或者文件夹,那么如果File中有功能获取到一个目录中的所有文件和文件夹,那么功能得到的结果要么是数组,要么是集合。
- 方法如下
public class FileMethodDemo3 { public static void main(String[] args) { File dir = new File("e:\\java_code"); File file1 = new File(dir, "aaa"); file1.mkdirs(); File file2 = new File(dir, "a.text"); file2.createNewFile(); dir.mkdirs(); //获取的是目录下的当前的文件以及文件夹的名称。 String[] names = dir.list(); for(String name : names){ System.out.println(name); } //获取目录下当前文件以及文件对象,只要拿到了文件对象,那么就可以获取其中想要的信息 File[] files = dir.listFiles(); for(File file : files){ System.out.println(file); } } } //a.text //aaa //e:\java_code\a.text //e:\java_code\aaa 复制代码
文件过滤器
通过listFiles()方法,我们可以获取到一个目录下的所有文件和文件夹,但能不能对其进行过滤呢?比如我们只想要一个目录下的指定扩展名的文件,或者包含某些关键字的文件夹呢
我们是可以先把一个目录下的所有文件和文件夹获取到,并遍历当前获取到所有内容,遍历过程中在进行筛选,但是这个动作有点麻烦,Java给我们提供相应的功能来解决这个问题
- 测试类
public class FileDemo2 { public static void main(String[] args) { //获取扩展名为.java所有文件 //创建File对象 File file = new File("E:\\test"); //获取指定扩展名的文件,由于要对所有文件进行扩展名筛选,因此调用方法需要传递过滤器 File[] files = file.listFiles(new MyFileFilter()); //遍历获取到的所有符合条件的文件 for (File f : files) { System.out.println(f); } } } 复制代码
- 自定类继承FilenameFilter过滤器接口
//定义类实现文件名称FilenameFilter过滤器 class MyFileFilter implements FilenameFilter{ public boolean accept(File dir, String name) { return name.endsWith(".java"); } } 复制代码
值得一提的是 我们要注意这个用法 只能是下一级目录,不能说是2级 就比如例子中的 必须要是test/下的,就是是test/a 下的a.java 也是找不到的
递归打印所有子目录中的文键路径
哈哈 这个是我们开始学文件的时候最经常学的一个东西了
public static void main(String[] args) throws Exception { File file = new File("e:\\test"); getFileAll(file); } public static void getFileAll(File file) { File[] files = file.listFiles(); //遍历当前目录下的所有文件和文件夹 for (File f : files) { //判断当前遍历到的是否为目录 if(f.isDirectory()){ //是目录,继续获取这个目录下的所有文件和文件夹 getFileAll(f); }else{ //不是目录,说明当前f就是文件,那么就打印出来 System.out.println(f); } } } //e:\test\a.txt //e:\test\aa\a.java //e:\test\aa\a.txt //e:\test\b.java 复制代码
File总结
- File: 文件和目录路径名的抽象表示形式
- 构造方法:
- public File(String pathname) 通过给定的文件或文件夹的路径,来创建对应的File对象
- public File(String parent, String child) 通过给定的父文件夹路径,与给定的文件名称或目录名称来创建对应的File对象
- public File(File parent, String child)通过给定的File对象的目录路径,与给定的文件夹名称或文件名称来创建对应的File对象
- 路径的分类
- 绝对路径, 带盘盘符
E:\\work\\a.txt 复制代码
- 相对路径, 不带盘符
work\\a.txt 复制代码
- 注意: 当指定一个文件路径的时候,如果采用的是相对路径,默认的目录为 项目的根目录
- 方法
- public boolean createNewFile()创建文件
- 返回值为true, 说明创建文件成功
- 返回值为false,说明文件已存在,创建文件失败
- public boolean mkdir() 创建单层文件夹
- 创建文件夹成功,返回 true
- 创建文件夹失败,返回 false
- public boolean mkdirs() 创建多层文件夹
- public boolean delete()
- 删除此抽象路径名表示的文件或目录
- 如果此路径名表示一个目录,则该目录必须为空才能删除
- public boolean isDirectory() 判断是否为文件夹
- public boolean isFile() 判断是否为文件
- public boolean exists() 判断File对象对应的文件或文件夹是否存在
- public String getAbsolutePath() 获取当前File的绝对路径
- public String getName() 获取当前File对象的文件或文件夹名称
- public long length() 获取当前File对象的文件或文件夹的大小(字节)
- public File[] listFiles() 获取File所代表目录中所有文件或文件夹的绝对路径
结尾
好了,今天就讲一些I/O流的基础概念,在加上有个File类,明天继续干我们的流