Java IO入门

比眉伴天荒 2022-05-18 04:35 117阅读 0赞

# 1 什么是IO #

Java中的IO操作主要是指使用java进行**输入输出**的操作。Java中的所有IO机制都是通过数据流进行输入输出的。这些数据流表示了**字符或者字节**数据的流动序列。

Java中处理IO的软件包主要是**java.io和java.nio**。前者主要用来处理流IO,后者处理块IO。

**java.nio主要是利用通道和缓存区来提高IO的操作效率。**

Java的整个IO体系模型的设计采用的是**[装饰者Decorator模式][Decorator]**，使用者可以动态的装配这些Stream。

> 比如：
> 
>     FileInputStream fis = new 
>             FileInputStream("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\io\\aaa.txt");
>     BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
> 
> 上面就是组合使用了FileInputStream 和 BufferedInputStream

# 2 流的基本概念 #

数据流是一段连续不断的数据的集合，java中对输入输出的操作抽象成了对流的操作。

这样，在处理输入流时，不必考虑输入设备（内存，磁盘等）；在处理输出流时，不必考虑输出设备（内存，磁盘等）。

**流的分类**

>         流按照读写方向可以分为：输入流，输出流
> 
>         流按照处理最小单元分为：字节流，字符流

# 3 标准输入/输出流 #

java程序可以通过命令行在console处与外界进行简单的交互。主要的类就是System类。

在System类中，

public final static InputStream in = null;
    
    public final static PrintStream out = null;
    
    public final static PrintStream err = null;

**System类不能实例化，可以直接使用。每次main方法被执行时，会自动生成上面的三个对象。**

System.in对应的是InputStream对象

/**
    	 * 标准输入
    	 * @param args
    	 * @throws IOException
    	 */
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
    		int b;
    		System.out.println("please input");
    		while((b=System.in.read())!=-1){
    			System.out.print((char)b);
    		}
    	}

System.out和System.err都是PrintStream对象

# 4 IO体系架构 #

java.io中最为重要的是**5个类和1个接口**：5个类是指：**InputStream，OutputStream，Reader，Writer，File**；一个接口是指Serializable接口。可以看到类像是成对显示的，InputStream和OutputStream，Reader和Writer。基于此，java IO主要分为三个层次：

>  *  流式部分：也即IO的主体部分
>  *  非流式部分：主要包括一些辅助流式部分的类，比如File，RandomAccessFile
>  *  其他部分：文件读取部分的与安全相关的类，比如FileSystem

### 流式部分主要类 ###

对文件操作的类：

FileInputStream，FileOutputStream，FileReader，FileWriter

对管道进行操作的类：

PipedInputStream，PipedOutputStream，PipedReader，PipedWriter

缓冲流：

BufferedInputStream，BufferedOutputStream，BufferedReader，BufferedWriter

转换流：

InputStreamReader，OutputStreamWriter。把字节流转换为字符流

数据流：

DataInputStream，DataOutputStream

打印流：

PrintStream，PrintWriter

对象流：

ObjectInputStream，ObjectOutputStream

序列化流：

SequenceInputStream

### 非流式部分主要类 ###

File：用于文件或者目录的描述信息

![2018073011565527][]

### 操作demo ###

public class FileTest {
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
    		fileByteCopy();
    		fileByteBufferCopy();
    		fileCharCopy();
    		fileCharBufferCopy();
    		fileLen();
    		fileDir();
    		fileDirAll();
    	}
    	
    	/**
    	 * 文件以字节的方式复制
    	 * @throws IOException
    	 */
    	static void fileByteCopy() throws IOException{
    		Long start = System.currentTimeMillis();
    		FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\io\\aaa.txt");
    		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\io\\bbb.txt");
    		
    		int b ;
    		while((b=fis.read())!=-1){
    			fos.write(b);
    		}
    		fis.close();
    		fos.close();
    		System.out.println("fileByteCopy time :"+(System.currentTimeMillis()-start)+"ms");
    	}
    	
    	/**
    	 * 文件字符复制
    	 * @throws IOException
    	 */
    	static void fileCharCopy() throws IOException{
    		Long start = System.currentTimeMillis();
    		FileReader fr = new FileReader("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\io\\aaa.txt");
    		FileWriter fw = new FileWriter("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\io\\eee.txt");
    		
    		int b ;
    		while((b=fr.read())!=-1){
    			fw.write(b);
    		}
    		fr.close();
    		fw.close();
    		
    		System.out.println("fileCharCopy time :"+(System.currentTimeMillis()-start)+"ms");
    	}
    	
    	/**
    	 * 文件以字符缓存方式复制
    	 * @throws IOException
    	 */
    	static void fileCharBufferCopy() throws IOException{
    		Long start = System.currentTimeMillis();
    		FileReader fr = new FileReader("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\io\\aaa.txt");
    		FileWriter fw = new FileWriter("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\io\\fff.txt");
    		
    		BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
    		BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
    		
    		int b ;
    		while((b=br.read())!=-1){
    			bw.write(b);
    		}
    		br.close();
    		bw.close();
    		
    		System.out.println("fileCharBufferCopy time :"+(System.currentTimeMillis()-start)+"ms");
    	}
    	
    	/**
    	 * 文件以字节缓存方式复制
    	 * @throws IOException
    	 */
    	static void fileByteBufferCopy() throws IOException{
    		Long start = System.currentTimeMillis();
    		FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\io\\aaa.txt");
    		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\io\\ccc.txt");
    		
    		BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
    		BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
    		
    		int b ;
    		while((b=bis.read())!=-1){
    			bos.write(b);
    		}
    		bis.close();
    		bos.close();
    		System.out.println("fileByteBufferCopy time :"+(System.currentTimeMillis()-start)+"ms");
    	}
    	
    	/**
    	 * 文件目录
    	 * @throws IOException
    	 */
    	static void fileDir() throws IOException{
    		Long start = System.currentTimeMillis();
    		File file = new File("C:\\Users\\Administrator\\Desktop");
    		
    		int count = 0;
    		if(file.isDirectory()){
    			String[] files = file.list();
    			for(String f : files){
    				count++;
    				System.out.println(f);
    			}
    		}
    		System.out.println("count is :"+count);
    		System.out.println("fileDir time :"+(System.currentTimeMillis()-start)+"ms");
    	}
    	
    	/**
    	 * 文件目录
    	 * @throws IOException
    	 */
    	static void fileDirAll() throws IOException{
    		Long start = System.currentTimeMillis();
    		File file = new File("C:\\Users\\Administrator\\Desktop");
    		
    		int count = 0;
    		if(file.isDirectory()){
    			File[] files = file.listFiles();
    			for(File f : files){
    				count++;
    				System.out.println(f.getName());
    			}
    		}
    		System.out.println("count is :"+count);
    		System.out.println("fileDirAll time :"+(System.currentTimeMillis()-start)+"ms");
    	}
    
    	
    	/**
    	 * 文件长度
    	 * @throws IOException
    	 */
    	static void fileLen() throws IOException{
    		Long start = System.currentTimeMillis();
    		File f = new File("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\io\\ddd.txt");
    		System.out.println(f.length());
    		
    		System.out.println("fileLen time :"+(System.currentTimeMillis()-start)+"ms");
    	}
    }

# 5 如何选择IO流 #

*  根据是否要格式化输出，可以选择格式化流
 *  根据是否需要缓冲，可以使用缓冲流
 *  根据处理的数据格式划分，可以选择字节流还是字符流

# 6 IO异常处理 #

IO异常处理的基类主要是IOException

比较常用的是:

FileNotFoundException：文件未找到时抛出异常

InterruptedIOException：执行被中断异常

EOFException：非正常到达文件尾或输入流尾部时，抛出的异常

**参考：**

[https://blog.csdn.net/qq\_22063697/article/details/52137369][https_blog.csdn.net_qq_22063697_article_details_52137369]

[Decorator]: https://blog.csdn.net/u014209205/article/details/80840133
[2018073011565527]: /images/20220518/cd993444030b4586b4059058cc0f48d3.png
[https_blog.csdn.net_qq_22063697_article_details_52137369]: https://blog.csdn.net/qq_22063697/article/details/52137369