Java IO流(一)

1. IO流概述

1.1 什么是IO流

在计算机中，input/output（I/O、i/o 或非正式的 io 或 IO）是信息处理系统（例如计算机）与外界（可能是人类或其他信息处理系统）之间的通信。输入是系统接收到的信号或数据，输出是系统发送的信号或数据。

Java将数据的输入/输出（I/O）操作当作流处理，流是一组有序的数据序列，也可称为数据流。

数据流分为两种形式：输入流和输出流。站在当前系统的角度，数据流入系统的是输入流，数据流出系统的是输出流。如下图所示：

1.2 I/O的流分类

为支持Java程序的I/O操作，Java在java.io包下提供了丰富的I/O相关API（80余个类和接口）。为了快速掌握Java I/O的核心API，需要先了解I/O流的分类。

可以按照不同的角度对流进行分类：

1、按照数据流的方向不同可以分为输入流和输出流

2、按处理数据单位不同可以分为字节流和字符流

3、按使用方式不同可分为节点流与处理流，也称为基础流和高级流

节点流：真实连接数据源与程序之间的"管道"，负责实际搬运数据的流，读写一定是建立在节点流的基础上进行的
处理流：不能独立存在，必须连接在其它流上，使得在读写数据的过程中，当数据流经当前处理流时对其做某些加工处理，简化我们对数据的相关操作

实际应用中我们会串联一组高级流并最终连接到基础流上，使得对数据的读写以流水线加工的方式实现。这个过程称为流的连接，也是IO的精髓所在。

2. 字节流

2.1 字节流概述

字节流，顾名思义，是指数据流中的数据以字节为单位进行操作，主要用于处理二进制数据。

InputStream和OutputStream是字节流的核心类，是2个抽象类，定义了基础的数据流读写方法，字节流中的其他类均为两个类的子类。

FileInputStream和FileOutputStream是字节流中最为常用的类，分别继承自InputStream和OutputStream，属于基础流。

BufferedInputStream和BufferedOutputStream是字节流中较为常用的高级流，间接继承自InputStream和OutputStream，主要提供了缓冲区功能。

2.2 创建 FOS 对象

FileOutputStream，是文件的字节输出流，可以以字节为单位将数据写入文件。

其构造方法有：

FileOutputStream(File file)：创建一个向指定 File 对象表示的文件中写数据的文件输出流
FileOutputStream(String filename)：创建一个向具有指定名称的文件中写数据的文件输出流

这里需要注意：若指定的文件已经包含内容，那么当使用FOS对其写入数据时，会将该文件中原有数据全部清除。

若想在文件的原有数据之后追加新数据则需要以下构造方法创建FOS：

FileOutputStream(File file,boolean append)：创建一个向指定 File 对象表示的文件中写数据的文件输出流
FileOutputStream(String filename,boolean append)：创建一个向具有指定名称的文件中写数据的文件输出流

以上两个构造方法中，第二个参数若为true，那么通过该FOS写出的数据都是在文件末尾追加的。

2.3 FileOutputStream示例

编写代码，向文件写入数据：分别测试覆盖写操作和追加写操作。代码示意如下：

package api_03;import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class FileOutputDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {/** 文件输出流有两种创建方式，分别表示的是覆盖写操作和追加写操作* 构造方法如下：* FileOutputStream(File file)* FileOutputStream(String path)* 以上形式创建的文件流是覆盖写模式，当创建时指定的文件已经存在，则会将该* 文件数据全部清除，然后通过当前流写出的内容作为该文件的数据** FileOutputStream(File file,boolean append)* FileOutputStream(String path,boolean append)* 当构造方法第二个参数为true时，当前文件流为追加写模式，* 即:若文件已经存在，原有数据保留，通过当前流写出的内容都被追加到文件中。*/FileOutputStream fos  = new FileOutputStream("./src/api_03/fos.txt", true);
//     String str = "这是第一次写出的内容\n";String str = "这是第二次写出的内容\n";byte[] data = str.getBytes("utf-8");fos.write(data);System.out.println("写出完毕!");fos.close();}
}

2.4 创建 FIS 对象

FileInputStream（常简称为 FIS对象），作为文件的字节输入流，使用该流可以以字节为单位从文件中读取数据。

FileInputStream有两个常用的构造方法:

FileInputStream(File file)：创建一个从指定 File 对象表示的文件中读取数据的文件输入流
FileInputStream(String name)：创建用于读取给定的文件系统中的路径名name所指定的文件的文件输入流

2.5 读和写

FileInputStream继承自InputStream，其提供了以字节为单位读取文件数据的方法read：

int read()：从此输入流中读取一个数据字节,若返回-1则表示EOF(End Of File)
int read(byte[] b)：从此输入流中将最多 b.length 个字节的数据读入到字节数组b中

FileOutputStream继承自OutputStream，其提供了以字节为单位向文件写数据的方法write：

void write(int d)：将指定字节写入此文件输出流，这里只写给定的int值的”低八位”
void write(byte[] d)：将 b.length 个字节从指定 byte 数组写入此文件输出流中
void write(byte[] d,int offset,int len)：将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此文件输出流

2.6 FileInputStream示例

编写代码，读取文件内容。代码示意如下：

package api_03;import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
public class FileInputDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {FileInputStream fis= new FileInputStream("./src/api_03/fos.txt");// 存放读取到的数据的容器byte[] data = new byte[1024];// 执行一次读取，将读到的数据存入data中int len = fis.read(data);System.out.println("实际读取到了"+len+"个字节");String str = new String(data,0,len,"utf-8");System.out.println(str);fis.close();}
}

2.7 文件复制示例

编写代码，实现文件复制。代码示意如下：

package api_03;import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;public class FileCopyDemo1 {public static void main(String[] args) throws IOException {/** 1:创建文件输入流,用于读取原文件* 2:创建文件输出流,用于写复制文件* 3:循环从原文件读取一组字节并写入*   到复制文件中,完成复制工作* 4:关闭两个流*/FileInputStream fis= new FileInputStream("./src/api_03/fos.txt");FileOutputStream fos= new FileOutputStream("./src/api_03/fos_cp.txt");byte[] data = new byte[1024*10];int len = -1;// 当读取到流的末尾时，会返回-1while((len = fis.read(data))!=-1) {// 注意规避数组中的冗余数据fos.write(data,0,len);}System.out.println("复制完毕!");fis.close();fos.close();}
}

在上述操作中，需要特别注意读取到流的末尾时可能遇到的数组中数据冗余问题。