笔记来源：尚硅谷Java入门视频教程(在线答疑+Java面试真题)

文章目录

一 File类的使用
- 1.1 基本概述
- 1.2 File类的常用构造器
- 1.3 路径分隔符
- 1.4 File类常用方法
二 IO流原理及流的分类
- 2.1 IO原理
- 2.2 流的分类
- 2.3 节点流和处理流
- 2.4 InputStream & Reader
- - 2.4.1 InputStream
  - 2.4.2 Reader
- 2.5 OutputStream & Writer
- - 2.5.1 OutputStream
  - 2.5.2 Writer
三节点流
- 3.1 节点流读取文件
- 3.2 节点流写入文件
- 3.3 注意点
四缓冲流
五转换流
- 5.1 转换流概述
- 5.2 InputStreamReader
- 5.3 OutputStreamWriter
六标准输入流、输出流
七打印流
八数据流
九对象流
- 9.1 对象流概述
- 9.2 序列化
- 9.3 使用流程
十随机存取文件流
小结

一 File类的使用

1.1 基本概述

java.io.File类：文件和文件目录路径的抽象表示形式，与平台无关
File 能新建、删除、重命名文件和目录，但File不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入/输出流。
想要在Java程序中表示一个真实存在的文件或目录，那么必须有一个File对象，但是Java程序中的一个File对象，可能没有一个真实存在的文件或目录。
File对象可以作为参数传递给流的构造器

1.2 File类的常用构造器

public File(String pathname) ：pathname为文件的绝对路径或是相对路径
public File(String parent, String child)：parent为上层父目录路径，child为该父目录下的文件或路径
public File(File parent,String child)：parent为父目录路径的File对象，child为该父目录下的文件或路径

Trick:创建一个File对象时，若：

pathname是在磁盘中真是存在文件或目录，则会为该File对象的各个属性显式赋值，对应物理磁盘文件的各个属性
pathname没有真实的文件或目录阈值对应，则会为该File对象的各个属性默认赋值。

1.3 路径分隔符

路径中的每一级用一个路径分隔符隔开
Windows系统中默认的路径分隔符为\

Linux和URL的路径分隔符为/
因为Java的跨平台的特性，分隔符要慎用，Windows环境中的分隔符在Linux中会失效
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。

1.4 File类常用方法

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() ：获取文件大小（即：字节数）。(不是文件名的长度)
public long lastModified() ：获取最后一次的修改时间，毫秒值
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
public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径
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
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。如果上层文件目录不存在，一并创建
public boolean delete()：删除文件或者文件夹

二 IO流原理及流的分类

2.1 IO原理

IO是Input/Output的缩写， IO技术是非常实用的技术，用于处理设备之间的数据传输。如读/写文件，网络通讯等。
Java程序中，对于数据的输入/输出操作以流(stream)的方式进行。
java.io包下提供了各种“流”类和接口，用以获取不同种类的数据，并通过标准的方法输入或输出数据。
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。

2.2 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
Java的IO流共涉及40多个类，实际上非常规则，都是从如下4个抽象基类派生的。由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀。

2.3 节点流和处理流

节点流：直接从数据源或目的地读写数据

处理流：不直接连接到数据源或目的地，而对在已存在的流（节点流或处理流）进行增强，通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。

2.4 InputStream & Reader

2.4.1 InputStream

int read()：从输入流中读取数据的下一个字节。返回 0 到 255 范围内的 int 字节值。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值-1。
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。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。否则以整数形式返回实际读取的字节数。
int read(byte[] b, int off,int len)：将读取的第一个字节存储在元素b[off]中，下一个存储在b[off+1]中，依次类推。尝试读取 len 个字节，但读取的字节也可能小于该值。以整数形式返回实际读取的字节数。如果因为流位于文件末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。
public void close() throws IOException：关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

2.4.2 Reader

int read()：读取单个字符。作为整数读取的字符，范围在 0 到 65535 之间 (0x00-0xffff)（2个字节的Unicode码），如果已到达流的末尾，则返回-1。
int read(char[] cbuf)：将字符读入数组。如果已到达流的末尾，则返回-1。否则返回本次读取的字符数。
int read(char[] cbuf,int off,int len)：将读取的第一个字符存储在元素c[off]中，下一个存储在c[off+1]中，依次类推。如果已到达流的末尾，则返回 -1。否则返回本次读取的字符数
public void close() throws IOException：关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

2.5 OutputStream & Writer

2.5.1 OutputStream

void write(int b)：将指定的字节写入此输出流。write 的常规协定是：向输出流写入一个字节。要写入的字节是参数 b 的八个低位。b 的 24 个高位将被忽略。即写入0~255范围的。
void write(byte[] b)：将 b.length 个字节从指定的 byte 数组写入此输出流。write(b) 的常规协定是：应该与调用 write(b, 0, b.length) 的效果完全相同。
void write(byte[] b,int off,int len)：将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。
public void flush()throws IOException：刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节，调用此方法指示应将这些字节立即写入它们预期的目标。
public void close() throws IOException：关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

2.5.2 Writer

void write(int c)：写入单个字符。要写入的字符包含在给定整数值的 16 个低位中，16 高位被忽略。即写入0 到 65535 之间的Unicode码。
void write(char[] cbuf)写入字符数组。
void write(char[] cbuf,int off,int len)：写入字符数组的某一部分。从off开始，写入len个字符。
void write(String str)：写入字符串。
void write(String str,int off,int len)：写入字符串str的子串str.substring(off, len)。
void flush()：刷新该流的缓冲，则立即将它们写入预期目标。
public void close() throws IOException：关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

三节点流

3.1 节点流读取文件

建立一个流对象，将已存在的一个文件加载进流。

FileReader fr = new FileReader(new File(“Test.txt”));

创建一个临时存放数据的数组。

char[] ch = new char[1024];

调用流对象的读取方法将流中的数据读入到数组中。

fr.read(ch);

关闭资源。

fr.close();

代码演示

FileReader fr = null;
try {fr = new FileReader(new File("c:\\test.txt"));char[] buf = new char[1024];int len;while ((len = fr.read(buf)) != -1) {System.out.print(new String(buf, 0, len));}
} catch (IOException e) {System.out.println("read-Exception :" + e.getMessage());
} finally {if (fr != null) {try {fr.close();} catch (IOException e) {System.out.println("close-Exception :" + e.getMessage());} } 
}

3.2 节点流写入文件

创建流对象，建立数据存放文件

FileWriter fw = new FileWriter(new File(“Test.txt”));

调用流对象的写入方法，将数据写入流

fw.write("atguigu-songhongkang");

关闭流资源，并将流中的数据清空到文件中。

fw.close();

代码演示

FileWriter fw = null;
try {fw = new FileWriter(new File("Test.txt"));fw.write("atguigu-songhongkang");
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
} finally {if (fw != null){try {fw.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }
}

3.3 注意点

定义文件路径时，注意：可以用“/”或者“\”。
在写入一个文件时，如果使用构造器FileOutputStream(file)，则目录下有同名文件将被覆盖。
如果使用构造器FileOutputStream(file,true)，则目录下的同名文件不会被覆盖，在文件内容末尾追加内容。
在读取文件时，必须保证该文件已存在，否则报异常。
字节流操作字节，比如：.mp3，.avi，.rmvb，mp4，.jpg，.doc，.ppt
字符流操作字符，只能操作普通文本文件。最常见的文本文件：.txt，.java，.c，.cpp 等语言的源代码。尤其注意.doc,excel,ppt这些不是文本文件

四缓冲流

为了提高数据读写的速度，Java API提供了带缓冲功能的流类，在使用这些流类时，会创建一个内部缓冲区数组，缺省使用8192个字节(8Kb)的缓冲区。
缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，根据数据操作单位可以把缓冲流分为：
- BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
- BufferedReader 和 BufferedWriter
当读取数据时，数据按块读入缓冲区，其后的读操作则直接访问缓冲区。
当写入数据时，数据会先写入缓冲区，将缓冲区写满之后，会一次性的将缓冲区数据写到文件里。使用方法flush()可以手动的强制将缓冲区的内容全部写入输出流。
当使用BufferedInputStream读取字节文件时，BufferedInputStream会一次性从文件中读取8192个(8Kb)，存在缓冲区中，直到缓冲区装满了，才重新从文件中读取下一个8192个字节数组。
关闭流的顺序和打开流的顺序相反。只要关闭最外层流即可，关闭最外层流也会相应关闭内层节点流。
如果是带缓冲区的流对象的close()方法，不但会关闭流，还会在关闭流之前刷新缓冲区，关闭后不能再写出。

代码演示

BufferedReader br = null;
BufferedWriter bw = null;
try {// 创建缓冲流对象：它是处理流，是对节点流的包装br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\IOTest\\source.txt"));bw = new BufferedWriter(new FileWriter("d:\\IOTest\\dest.txt"));String str;while ((str = br.readLine()) != null) { // 一次读取字符文本文件的一行字符bw.write(str); // 一次写入一行字符串bw.newLine(); // 写入行分隔符}bw.flush(); // 刷新缓冲区
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
} finally {// 关闭IO流对象try {if (bw != null) {bw.close(); // 关闭过滤流时,会自动关闭它所包装的底层节点流}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {if (br != null) {br.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} 
}

五转换流

5.1 转换流概述

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换
Java API提供了两个转换流：
- InputStreamReader：将InputStream转换为Reader
- OutputStreamWriter：将Writer转换为OutputStream
字节流中的数据都是字符时，转成字符流操作更高效。
很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题。实现编码和解码的功能。
转换流是一种处理流

5.2 InputStreamReader

实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。
构造器
- public InputStreamReader(InputStream in)
- public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)
  
  例如：Reader isr = new InputStreamReader(System.in,”gbk”)

5.3 OutputStreamWriter

实现将字符的输出流按指定字符集转换为字节的输出流。
构造器
- public OutputStreamWriter(OutputStream out)
- public OutputStreamWriter(OutputStream out,String charsetName)

代码演示

public void testMyInput() throws Exception {FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");FileOutputStream fos = new FileOutputStream("dbcp5.txt");InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "GBK");OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos, "GBK");BufferedReader br = new BufferedReader(isr);BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);String str = null;while ((str = br.readLine()) != null) {bw.write(str);bw.newLine();bw.flush();}bw.close();br.close();
}

六标准输入流、输出流

System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备
默认输入设备是：键盘；输出设备是：显示器
System.in的类型是InputStream
System.out的类型是PrintStream，其是OutputStream的子类，FilterOutputStream 的子类
重定向：通过System类的setIn，setOut方法对默认设备进行改变。
- public static void setIn(InputStream in)
- public static void setOut(PrintStream out)

代码演示

System.out.println("请输入信息(退出输入e或exit):");
// 把"标准"输入流(键盘输入)这个字节流包装成字符流,再包装成缓冲流
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String s = null;
try {while ((s = br.readLine()) != null) { // 读取用户输入的一行数据 --> 阻塞程序if ("e".equalsIgnoreCase(s) || "exit".equalsIgnoreCase(s)) {System.out.println("安全退出!!");break; }// 将读取到的整行字符串转成大写输出System.out.println("-->:" + s.toUpperCase());System.out.println("继续输入信息");}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
} finally {try {if (br != null) {br.close(); // 关闭过滤流时,会自动关闭它包装的底层节点流}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} 
}

七打印流

实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出
打印流：PrintStream和PrintWriter
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
PrintStream和PrintWriter的输出不会抛出IOException异常
PrintStream和PrintWriter有自动flush功能
PrintStream 打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节。
- 在需要写入字符而不是写入字节的情况下，应该使用 PrintWriter 类。
System.out返回的是PrintStream的实例

代码实例

PrintStream ps = null;
try {FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("D:\\IO\\text.txt"));// 创建打印输出流,设置为自动刷新模式(写入换行符或字节 '\n' 时都会刷新输出缓冲区)ps = new PrintStream(fos, true);if (ps != null) {// 把标准输出流(控制台输出)改成文件System.setOut(ps);}for (int i = 0; i <= 255; i++) { // 输出ASCII字符System.out.print((char) i);if (i % 50 == 0) { // 每50个数据一行System.out.println(); // 换行} }
} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();
} finally {if (ps != null) {ps.close();} 
}

八数据流

为了方便地操作Java语言的基本数据类型和String的数据，可以使用数据流。
数据流有两个类：(用于读取和写出基本数据类型、String类的数据）：DataInputStream和 DataOutputStream，分别包装了InputStream和OutputStream子类的流

代码演示

DataOutputStream dos = null;
try { // 创建连接到指定文件的数据输出流对象dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("destData.dat"));dos.writeUTF("我爱北京天安门"); // 写UTF字符串dos.writeBoolean(false); // 写入布尔值dos.writeLong(1234567890L); // 写入长整数System.out.println("写文件成功!");
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
} finally { // 关闭流对象try {if (dos != null) {// 关闭过滤流时,会自动关闭它包装的底层节点流dos.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} 
}

DataInputStream dis = null;
try {dis = new DataInputStream(new FileInputStream("destData.dat"));String info = dis.readUTF();boolean flag = dis.readBoolean();long time = dis.readLong();System.out.println(info);System.out.println(flag);System.out.println(time);
} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
} finally {if (dis != null) {try {dis.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} } 
}

九对象流

9.1 对象流概述

ObjectInputStream和ObjectOutputStream
用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可
以把Java中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。
序列化：用ObjectOutputStream类保存基本类型数据或对象的机制
反序列化：用ObjectInputStream类读取基本类型数据或对象的机制
ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量

9.2 序列化

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
序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口的对象转化为字节数据，使其在保存和传输时可被还原
序列化是 RMI（Remote Method Invoke – 远程方法调用）过程的参数和返回值都必须实现的机制，而 RMI 是 JavaEE 的基础。因此序列化机制是JavaEE 平台的基础
如果需要让某个对象支持序列化机制，则必须让对象所属的类及其属性是可序列化的，为了让某个类是可序列化的，该类必须实现如下两个接口之一。否则，会抛出NotSerializableException异常
- Serializable
- Externalizable
凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量：private static final long serialVersionUID;
- serialVersionUID用来表明类的不同版本间的兼容性。简言之，其目的是以序列化对象进行版本控制，有关各版本反序列化时是否兼容。
- 如果类没有显示定义这个静态常量，它的值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的实例变量做了修改，serialVersionUID 可能发生变化。故建议显式声明。
- 简单来说，Java的序列化机制是通过在运行时判断类的serialVersionUID来验证版本一致性的。在进行反序列化时，JVM会把传来的字节流中的serialVersionUID与本地相应实体类的serialVersionUID进行比较，如果相同就认为是一致的，可以进行反序列化，否则就会出现序列化版本不一致的异常。(InvalidCastException)
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

9.3 使用流程

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

代码演示

// 序列化
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(“data.txt"));
Person p = new Person("韩梅梅", 18, "中华大街", new Pet());
oos.writeObject(p);
oos.flush();
oos.close();

// 反序列化
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(“data.txt"));
Person p1 = (Person)ois.readObject();
System.out.println(p1.toString());
ois.close();

十随机存取文件流

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。
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
RandomAccessFile 对象包含一个记录指针，用以标示当前读写处的位置。

RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针：
- 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
构造器
- public RandomAccessFile(File file, String mode)
- public RandomAccessFile(String name, String mode)
mode用于参数指定 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
RandomAccessFile可用于实现一个多线程断点下载的功能。
- 断点下载：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。