FILE和IO流
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FILE
核心概念
- File类的一个对象,代表一个文件或一个文件目录(俗称:文件夹)
- File类声明在java.io包下
- File类中涉及到关于文件或文件目录的创建、删除、重命名、修改时间、文件大小等方法,并未涉及到写入或读取文件内容的操作。如果需要读取或写入文件内容,必须使用IO流来完成。
- 后续File类的对象常会作为参数传递到流的构造器中,指明读取或写入的"终点".
使用
1.如何创建File类的实例
File(String filePath)
File(String parentPath,String childPath)
File(File parentFile,String childPath)
2、
相对路径:相较于某个路径下,指明的路径。
绝对路径:包含盘符在内的文件或文件目录的路径
说明:IDEA中:
JUnit中的单元测试方法测试,相对路径即为当前Module下。
main()测试,相对路径即为当前的Project下。
3.路径分隔符
windows:\\
unix:/
Java程序支持跨平台运行,因此路径分隔符要慎用。
为了解决这个隐患,File类提供了一个常量:
public static final String separator。根据操作系统,动态的提供分隔符
File file1 = new File("d:\\kk\\info.txt");
File file2 = new File("d:" + File.separator + "kk" + File.separator + "info.txt");
测试:
@Test
public void test1(){
//构造器1
File file1 = new File("hello.txt");//相对于当前module
File file = new File("C:\\Users\\况祥彬\\Desktop\\coding\\code\\Test\\IO\\In\\hi.txt");
System.out.println(file1);
System.out.println(file2);
//构造器2:parentPath + ChildPath
File file3 = new File("D:\\workspace_idea1","JavaSenior");
//构造器3:parentFile + ChildPath
File file4 = new File(file3,"hi.txt");
构造器1的运行结果
hello.txt
C:\Users\况祥彬\Desktop\coding\code\Test\IO\In\hi.txt
常用方法
获取
public String getAbsolutePath():获取绝对路径
public String getPath() :获取路径
public String getName() :获取名称
public String getParent():获取上层文件目录路径。若无,返回null
public long length() :获取文件长度(即:字节数)。不能获取目录的长度。
public long lastModified() :获取最后一次的修改时间,毫秒值
如下的两个方法适用于文件目录:
public String[] list() :获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组
public File[] listFiles() :获取指定目录下的所有文件或者文件目录的File数组
@Test
public void test2(){
File file1 = new File("hello.txt");
File file2 = new File("d:\\io\\hi.txt");
System.out.println(file1.getAbsolutePath());
System.out.println(file1.getPath());
System.out.println(file1.getName());
System.out.println(file1.getParent());
System.out.println(file1.length());
System.out.println(new Date(file1.lastModified()));
System.out.println();
System.out.println(file2.getAbsolutePath());
System.out.println(file2.getPath());
System.out.println(file2.getName());
System.out.println(file2.getParent());
System.out.println(file2.length());
System.out.println(file2.lastModified());
File file = new File("D:\\workspace_idea1\\JavaSenior");
String[] list = file.list();
for(String s : list){
System.out.println(s);
}
System.out.println();
File[] files = file.listFiles();
for(File f : files){
System.out.println(f);
}
}
判断
public boolean isDirectory():判断是否是文件目录
public boolean isFile() :判断是否是文件
public boolean exists() :判断是否存在
public boolean canRead() :判断是否可读
public boolean canWrite() :判断是否可写
public boolean isHidden() :判断是否隐藏
重命名
file1.renameTo(File file2):把文件重命名为指定的文件路径和名称
需要file1在硬盘中是存在的,且file2不能在硬盘中存在。
增删
public boolean createNewFile() :创建文件。若文件存在,则不创建,返回false
public boolean mkdir() :创建文件目录。如果此文件目录存在,就不创建了。如果此文件目录的上层目录不存在,也不创建。
public boolean mkdirs() :创建文件目录。如果此文件目录存在,就不创建了。如果上层文件目录不存在,一并创建
注意事项:如果你创建文件或者文件目录没有写盘符路径,那么,默认在项目路径下。
public boolean delete():删除文件或者文件夹
删除注意事项:Java中的删除不走回收站。即直接删除
若删除目录 要想删除成功,目标目录下不能有子目录或文件
IO
1、原理:
输入input:读取外部数据(磁盘、光盘等存储设备的数据)到程序(内存)中。
输出output:将程序(内存)数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。
2、流的分类:
按操作数据单位不同分为:字节流(8 bit),字符流(16 bit)
按数据流的流向不同分为:输入流,输出流
按流的角色的不同分为:节点流,处理流
蓝色部分是重点。
按操作方式分类结构图:
按操作对象分类结构图:
抽象基类的主要方法:
3、重点的流结构
4.输入、输出的标准化过程
4.1 输入过程
① 创建File类的对象,指明读取的数据的来源。(要求此文件一定要存在)
② 创建相应的输入流,将File类的对象作为参数,传入流的构造器中
③ 具体的读入过程:
创建相应的byte[] 或 char[]。
④ 关闭流资源
说明:程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。
4.2 输出过程
① 创建File类的对象,指明写出的数据的位置。(不要求此文件一定要存在)
② 创建相应的输出流,将File类的对象作为参数,传入流的构造器中
③ 具体的写出过程:
write(char[]/byte[] buffer,0,len)
④ 关闭流资源
说明:程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。
5、程序中打开的文件 IO 资源不属于内存里的资源,垃圾回收机制无法回收该资源,所以应该显式关闭文件 IO 资源。
1、FileReader/FileWriter
字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的,问题就出在这个过程还算是非常耗时,并且,如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。所以, I/O 流就干脆提供了一个直接操作字符的接口,方便我们平时对字符进行流操作。如果音频文件、图片等媒体文件用字节流比较好,如果涉及到字符的话使用字符流比较好。
1、FileReader
- read()的理解:返回读入的一个字符。如果达到文件末尾,返回-1
- 异常的处理:为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally处理
- 读入的文件一定要存在,否则就会报FileNotFoundException。
@Test
public void testFileReader1() {
FileReader fr = null;
try {
//1.File类的实例化
File file = new File("hello.txt");
//2.FileReader流的实例化
fr = new FileReader(file);
//3.读入的操作
//read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。如果达到文件末尾,返回-1
char[] cbuf = new char[5];
int len;
while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
//方式一:
//错误的写法,因为cbuf数组在最后一次读的时候不一定能读满
// for(int i = 0;i < cbuf.length;i++){
// System.out.print(cbuf[i]);
// }
//正确的写法
// for(int i = 0;i < len;i++){
// System.out.print(cbuf[i]);
// }
//方式二:
//错误的写法,对应着方式一的错误的写法
// String str = new String(cbuf);
// System.out.print(str);
//正确的写法
String str = new String(cbuf,0,len);
System.out.print(str);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(fr != null){
//4.资源的关闭
try {
fr.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
2、FileWriter
说明:
1. 输出操作,对应的File可以不存在的。并不会报异常
2.
File对应的硬盘中的文件如果不存在,在输出的过程中,会自动创建此文件。
File对应的硬盘中的文件如果存在:
如果流使用的构造器是:FileWriter(file,false) / FileWriter(file):对原有文件的覆盖
如果流使用的构造器是:FileWriter(file,true):不会对原有文件覆盖,而是在原有文件基础上追加内容
@Test
public void testFileWriter() {
FileWriter fw = null;
try {
//1.提供File类的对象,指明写出到的文件
File file = new File("hello1.txt");
//2.提供FileWriter的对象,用于数据的写出
fw = new FileWriter(file,false);
//3.写出的操作
fw.write("I have a dream!\n");
fw.write("you need to have a dream!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//4.流资源的关闭
if(fw != null){
try {
fw.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
输入输出综合:
@Test
public void testFileReaderFileWriter() {
FileReader fr = null;
FileWriter fw = null;
//1.创建File类的对象,指明读入和写出的文件
File srcFile = new File("hello.txt");
File destFile = new File("hello2.txt");
//2.创建输入流和输出流的对象
try {
fr = new FileReader(srcFile);
fw = new FileWriter(destFile);
char[] str=new char[5];
int len;
while ((len=fr.read(str))!=-1){
fw.write(str,0,len);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
if(fr!=null)
fr.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
if (fw!=null)
fw.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
FileInputStream/FileOutputStream
- 对于文本文件(.txt,.java,.c,.cpp),使用字符流处理
- 对于非文本文件(.jpg,.mp3,.mp4,.avi,.doc,.ppt,…),使用字节流处理
@Test
public void testFileInputOutputStream() {
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
try {
//
File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
File destFile = new File("爱情与友情2.jpg");
//
fis = new FileInputStream(srcFile);
fos = new FileOutputStream(destFile);
// todo char改为byte
byte[] buffer = new byte[5];
int len;
while((len = fis.read(buffer)) != -1){
fos.write(buffer,0,len);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(fos != null){
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(fis != null){
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
缓冲流
1.缓冲流涉及到的类:
- BufferedInputStream
- BufferedOutputStream
- BufferedReader
- BufferedWriter
2.作用:
作用:提高流的读取、写入的速度
怎么提高的?:内部提供了一个缓冲区。默认情况下是8kb
以BufferedInputStream 为例
class BufferedInputStream extends FilterInputStream {
private static int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 8192;//8kb
}
@Test
public void BufferedStreamTest() {
BufferedInputStream bis = null;
BufferedOutputStream bos = null;
try {
//1.造文件
File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
File destFile = new File("爱情与友情3.jpg");
//2.造流
//2.1 造节点流
FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
//2.2 造缓冲流
bis = new BufferedInputStream(fis);
bos = new BufferedOutputStream(fos);
//3.复制的细节:读取、写入
byte[] buffer = new byte[10];
int len;
while((len = bis.read(buffer)) != -1){
bos.write(buffer,0,len);
// bos.flush();//刷新缓冲区
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//4.资源关闭
//要求:先关闭外层的流,再关闭内层的流
if(bos != null){
try {
bos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(bis != null){
try {
bis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//说明:关闭外层流的同时,内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭,我们可以省略.
// fos.close();
// fis.close();
}
转换流
InputStreamReader: 将InputStream转换为Reader
解码:字节、字节数组 —>字符数组、字符串
构造器:
public InputStreamReader(InputStream in)
public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)
OutputStreamWriter: 将Writer转换为OutputStream
编码:字符数组、字符串 —> 字节、字节数组
构造器:
public OutputStreamWriter(OutputStream out)
public OutputSreamWriter(OutputStream out,String charsetName)
作用:提供字节流与字符流之间的转换
4.字符集
*ASCII:美国标准信息交换码。
用一个字节的7位可以表示。
ISO8859-1:拉丁码表。欧洲码表
用一个字节的8位表示。
GB2312:中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符
GBK:中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码
Unicode:国际标准码,融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。
UTF-8:变长的编码方式,可用1-4个字节来表示一个字符。
测试
@Test
public void test2() throws Exception {
FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("dbcp_gbk.txt");
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"utf-8");
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"gbk");
//2.读写过程
char[] cbuf = new char[20];
int len;
while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
osw.write(cbuf,0,len);
}
//3.关闭资源
isr.close();
osw.close();
//此时处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally
}
其他流(了解)
- 标准的输入输出流:
System.in:标准的输入流,默认从键盘输入
System.out:标准的输出流,默认从控制台输出
修改默认的输入和输出行为:
System类的setIn(InputStream is) / setOut(PrintStream ps)方式重新指定输入和输出的流。
- 打印流:
PrintStream 和PrintWriter
说明:
提供了一系列重载的print()和println()方法,用于多种数据类型的输出
System.out返回的是PrintStream的实例 - 数据流:
DataInputStream 和 DataOutputStream
作用:
用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串
示例代码:
/*
练习:将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。
注意:处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally.
*/
@Test
public void test3() throws IOException {
//1.
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"));
//2.
dos.writeUTF("刘建辰");
dos.flush();//刷新操作,将内存中的数据写入文件
dos.writeInt(23);
dos.flush();
dos.writeBoolean(true);
dos.flush();
//3.
dos.close();
}
/*
将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中,保存在变量中。
注意点:读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时,保存的数据的顺序一致!
*/
@Test
public void test4() throws IOException {
//1.
DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"));
//2.
String name = dis.readUTF();
int age = dis.readInt();
boolean isMale = dis.readBoolean();
System.out.println("name = " + name);
System.out.println("age = " + age);
System.out.println("isMale = " + isMale);
//3.
dis.close();
}
对象流
1.对象流:
ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream
2.作用:
ObjectOutputStream:内存中的对象—>磁盘中的文件、通过网络传输出去:序列化过程
ObjectInputStream:磁盘中的文件、通过网络接收过来 —>内存中的对象:反序列化过程
3.对象的序列化机制:
对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原来的Java对象
4.使用对象流序列化对象
若某个类实现了 Serializable 接口,该类的对象就是可序列化/反序列化的:
序列化:
创建一个 ObjectOutputStream
调用 ObjectOutputStream 对象的 writeObject(对象) 方法输出可序列化对象
注意写出一次,操作flush()一次
反序列化:
创建一个 ObjectInputStream
调用 readObject() 方法读取流中的对象
强调:
如果某个类的属性不是基本数据类型或 String 类型,而是另一个引用类型,那么这个引用类型必须是可序列化的,否则拥有该类型的Field 的类也不能序列化
序列化代码实现:
@Test
public void testObjectOutputStream(){
ObjectOutputStream oos = null;
try {
//1.
oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
//2.
oos.writeObject(new String("我爱中国"));
oos.flush();//刷新操作
oos.writeObject(new Person("kk",23));
oos.flush();
oos.writeObject(new Person("wy",23,1001,new Account(5000)));
oos.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(oos != null){
//3.
try {
oos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
反序列化代码实现:
@Test
public void testObjectInputStream(){
ObjectInputStream ois = null;
try {
ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));
Object obj = ois.readObject();
String str = (String) obj;
Person p = (Person) ois.readObject();
Person p1 = (Person) ois.readObject();
System.out.println(str);
System.out.println(p);
System.out.println(p1);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(ois != null){
try {
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
6.实现序列化的对象所属的类需要满足:
1.需要实现接口:Serializable
2.当前类提供一个全局常量:serialVersionUID
3.除了当前Person类需要实现Serializable接口之外,还必须保证其内部所属性 也必须是可序列化的。(默认情况下,基本数据类型和String类型可序列化)
补充:ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量
面试题:
谈谈你对java.io.Serializable接口的理解,我们知道它用于序列化,是空方法接口,还有其它认识吗?
public interface Serializable {
}
实现了Serializable接口的对象,可将它们转换成一系列字节,并可在以后完全恢复回原来的样子。这一过程亦可通过网络进行。这意味着序列化机制能自动补偿操作系统间的差异。换句话说,可以先在Windows机器上创建一个对象,对其序列化,然后通过网络发给一台Unix机器,然后在那里准确无误地重新“装配”。不必关心数据在不同机器上如何表示,也不必关心字节的顺序或者其他任何细节。
由于大部分作为参数的类如String、Integer等都实现了
java.io.Serializable的接口,也可以利用多态的性质,作为参数使接口更灵活。
随机存取文件流
RandomAccessFile 类
1、RandomAccessFile 声明在java.io包下,但直接继承于java.lang.Object类。并且它实现了DataInput、DataOutput这两个接口,也就意味着这个类既可以读也可以写。
2、RandomAccessFile 类支持 “随机访问” 的方式,程序可以直接跳到文件的任意地方来读、写文件
支持只访问文件的部分内容
可以向已存在的文件后追加内容
3、RandomAccessFile 对象包含一个记录指针,用以标示当前读写处的位置。
RandomAccessFile 类对象可以*移动记录指针:
long getFilePointer():获取文件记录指针的当前位置
void seek(long pos):将文件记录指针定位到 pos 位置
4、 构造器
public RandomAccessFile(File file, String mode)
public RandomAccessFile(String name, String mode
创建 RandomAccessFile 类实例需要指定一个 mode 参数,该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式:
r: 以只读方式打开
rw:打开以便读取和写入
rwd:打开以便读取和写入;同步文件内容的更新
rws:打开以便读取和写入;同步文件内容和元数据的更新
如果模式为只读r。则不会创建文件,而是会去读取一个已经存在的文件,如果读取的文件不存在则会出现异常。 如果模式为rw读写。如果文件不存在则会去创建文件,如果存在则不会创建。
5、我们可以用RandomAccessFile这个类,来实现一个多线程断点下载的功能,用过下载工具的朋友们都知道,下载前都会建立两个临时文件,一个是与被下载文件大小相同的空文件,另一个是记录文件指针的位置文件,每次暂停的时候,都会保存上一次的指针,然后断点下载的时候,会继续从上一次的地方下载,从而实现断点下载或上传的功能。
测试:使用RandomAccessFile实现数据的插入效果
@Test
public void test3() throws IOException {
RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");
raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置
//保存指针3后面的所有数据到StringBuilder中
StringBuilder builder = new StringBuilder((int) new File("hello.txt").length());
byte[] buffer = new byte[20];
int len;
while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
builder.append(new String(buffer,0,len)) ;
}
//调回指针,写入“xyz”
raf1.seek(3);
raf1.write("xyz".getBytes());
//将StringBuilder中的数据写入到文件中
raf1.write(builder.toString().getBytes());
raf1.close();
//思考:将StringBuilder替换为ByteArrayOutputStream
}
结果:helloworldlove! ---》helkxbloworldlove!
NIO
面试题
既然有了字节流,为什么还要有字符流?
问题本质想问:不管是文件读写还是网络发送接收,信息的最小存储单元都是字节,那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢?
回答:字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的,问题就出在这个过程还算是非常耗时,并且,如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。所以, I/O 流就干脆提供了一个直接操作字符的接口,方便我们平时对字符进行流操作。如果音频文件、图片等媒体文件用字节流比较好,如果涉及到字符的话使用字符流比较好。
BIO,NIO,AIO 有什么区别?
BIO (Blocking I/O): 同步阻塞 I/O 模式,数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别高(小于单机 1000)的情况下,这种模型是比较不错的,可以让每一个连接专注于自己的 I/O 并且编程模型简单,也不用过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗,可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是,当面对十万甚至百万级连接的时候,传统的 BIO 模型是无能为力的。因此,我们需要一种更高效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。
NIO (Non-blocking/New I/O): NIO 是一种同步非阻塞的 I/O 模型,在 Java 1.4 中引入了 NIO 框架,对应 java.nio 包,提供了 Channel , Selector,Buffer 等抽象。NIO 中的 N 可以理解为 Non-blocking,不单纯是 New。它支持面向缓冲的,基于通道的 I/O 操作方法。 NIO 提供了与传统 BIO 模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样,比较简单,但是性能和可靠性都不好;非阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序,可以使用同步阻塞 I/O 来提升开发速率和更好的维护性;对于高负载、高并发的(网络)应用,应使用 NIO 的非阻塞模式来开发
AIO (Asynchronous I/O): AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步非阻塞的 IO 模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的,也就是应用操作之后会直接返回,不会堵塞在那里,当后台处理完成,操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO 是异步 IO 的缩写,虽然 NIO 在网络操作中,提供了非阻塞的方法,但是 NIO 的 IO 行为还是同步的。对于 NIO 来说,我们的业务线程是在 IO 操作准备好时,得到通知,接着就由这个线程自行进行 IO 操作,IO 操作本身是同步的。查阅网上相关资料,我发现就目前来说 AIO 的应用还不是很广泛,Netty 之前也尝试使用过 AIO,不过又放弃了。
本文地址:https://blog.csdn.net/qq_40337086/article/details/110123480
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021.15 IO流 其他流