19IO流

一、File 类的使用¶

1. File 类的理解¶

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)。(目录也是一种特殊的文件)
File 类声明在 java.io 包下。<java.io.File>
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。
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。
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"。

2. File 的实例化¶

常用构造器

File(String filePath)
File(String parentPath,String childPath)
File(File parentFile,String childPath)

路径

路径的分类

1. 相对路径(Path)：相较于某个路径下，指明的路径。 2. 绝对路径(AbsolutePath)：包含盘符在内的文件或文件目录的路径。

说明：

1. IDEA 中：

 - 如果使用==JUnit==中的单元测试方法测试，相对路径即为当前的==Module(模块)==下。

 - 如果使用==main()==测试，相对路径即为当前的==Project(项目)==下。

2. Eclipse 中：

 - 不管使用单元测试方法还是使用 main()测试，相对路径都是当前的 Project 下。

路径分隔符
1. Windows 和 DOS 系统默认使用"\"来表示
2. UNIX 和 URL 使用"/"来表示
3. 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。这个常量会根据操作系统，动态的提供分隔符。

3. File 类的常用方法¶

File 类的获取功能

public String getAbsolutePath() ：获取绝对路径
public String getPath() ：获取路径 (是构造参数中的路径)
public String getName() ：获取文件名
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

File 类的重命名功能
```
public boolean renameTo(File dest) : 把文件重命名为指定的文件路径
```
- 注意：oldFile.renameTo(newFile)为例：要想保证返回 true需要 oldFile 在硬盘中是存在的，且 newFile 不能在硬盘中存在。
- 可以做到移动文件, 并重命名
- 当文件夹空时, 可以重命名文件夹

File 类的判断功能

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

File 类的创建功能 (创建硬盘中对应的文件或文件目录)

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。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。如果上层文件目录不存在，一并创建

File 类的删除功能 (删除磁盘中的文件或文件目录)
```
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。

4.内存解析¶

File内存解析

二、 IO 流概述¶

1. 简述¶

IO 是 Input/Output 的缩写，I/O 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。

2. 流的分类¶

数据的流向：输入流、输出流
- 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。
操作数据单位：字节流(8 bit)、字符流(16 bit)
- 对于非文本文件(.jpg,.mp3,.mp4,.avi,.doc,.ppt,...)，使用字节流处理
- 对于文本文件(.txt,.java,.c,.cpp)，使用字符流(char)处理
流的角色：节点流、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，而是==“连接”在已存在的流==（节点流或处理流）之上，通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。
图示：

3. IO 流体系分类¶

总体分类
常用的几个 IO 流结构

抽象基类	节点流（或文件流）	缓冲流（处理流的一种）
InputStream	FileInputStream (read(byte[] buffer))	BufferedInputStream (read(byte[] buffer))
OutputStream	FileOutputStream (write(byte[] buffer,0,len)	BufferedOutputStream (write(byte[] buffer,0,len) / flush()
Reader	FileReader (read(char[] cbuf))	BufferedReader (read(char[] cbuf) / readLine()
Writer	FileWriter (write(char[] cbuf,0,len)	BufferedWriter (write(char[] cbuf,0,len) / flush()

对抽象基类的说明

抽象基类字节流字符流

输入流 InputStream Reader

输出流 OutputStream Writer
- 说明: Java 的 IO 流共涉及 40 多个类, 实际上非常规则, 都是从这个四个抽象基类派生的
- 由这四个类派生出的子类名称都是以其父类名称作为后缀

InputStream & Reader¶

总: InputStream 和 Reader 是所有输入流的基类
InputStream : 典型实现类: FileInputStream

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。
返回实际读取的字节数。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,int off,int len)
将输入流中最多len个数据字节读入byte数组。尝试读取len个字节，但读取的字节也可能小于该值。
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

Reader : 典型实现类: FileReader

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(byte[] b)
将字符读入数组。
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

int read(byte[] b,int off,int len)
将字符读入数组的某一部分。存到数组cbuf中，从off处开始存储，最多读len个字符。
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, 并释放与该关联的所有系统资源

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==。

FileInputStream 从文件系统中的某个文件中获得输入字节。

FileInputStream 用于读取非文本数据之类的原始字节流。要读取字符流，需要使用 FileReader。

OutputSteam & Writer¶

总述
1. OutputStream 和 Writer 也非常相似
```
void write(int b/int c);
void write(byte[] b/char[] cbuf);
void write(byte[] b/char[] buff,int off,int len);
void flush();
void close();
```
1. 因为字符流直接以字符作为操作单位，所以 Writer 可以用==字符串来替换字符数组==，即以 String 对象作为参数
```
void write(String str);
void write(String str,int off,int len);
```
1. FileOutputStream 从文件系统中的某个文件中获得输出字节。FileOutputstream 用于写出非文本数据之类的原始字节流。要写出字符流，需要使用 FileWriter

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范围的数据

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wite(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
关闭此输岀流并释放与该流关联的所有系统资源。

Write

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)
写入字符串的某一部分。

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

4. 输入、输出标准化过程¶

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
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

注意：程序中出现的异常需要使用 try-catch-finally 处理。(这是为了保证发生异常时, 也能调用 close 关闭流资源)

三、节点流(文件流)¶

1. 文件字符流 FileReader 和 FileWriter 的使用¶

文件的输入: 从文件读入到内存(程序)中
1. 步骤:
  
  1. 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("hello. txt")); 2. 创建一个临时存放数据的数组 char[] charBuffer = new char[1024]; 3. 调用流对象的读取方法将流中的数据读入到数组中。 fr.read(charBuffer); (返回读入的长度) 4. 关闭资源。 fr.close();
2. ```java @Test public void testFileReader1() { FileReader fr = null; try { File file = new File("hello.txt");
```
        fr = new FileReader(file);
  
        //每一次返回charBuffer数组中字符的个数, 如果达到文件末尾, 返回-1
        char[] charBuffer = new char[5];
        int len;
        while ((len = fr.read(charBuffer)) != -1) {
            //方式1 数组直接输出
```
// for (int i = 0; i < len; i++) { // System.out.print(charBuffer[i]); // } //方式2 转化为String String str = new String(charBuffer, 0, len); System.out.print(str); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { if (fr != null) { try { fr.close(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } } } ```
3. 注意:
  
  1. read的理解
  
  2. 异常的处理: 为保证流资源一定可以执行关闭操作, 采用 try-catch-finally 处理异常
  
  3. 读入的文件一定要存在，否则就会报 FileNotFoundException。
文件的输出: 从内存（程序）到硬盘文件中
1. 步骤
  
  1. 创建流对象，建立数据存放文件 File Writer fw = new File Writer(new File("Test.txt")) 2. 调用流对象的写入方法，将数据写入流 fw.write("HelloWord") 3. 关闭流资源，并将流中的数据清空到文件中。 fw.close();
2. ```java @Test public void testFileWriter() throws IOException { //1. 提供File类的对象, 指名写出到的文件 File file = new File("FileWriterTest.txt");
```
    //2. 提供FileWriter的对象, 用于数据的写出
    FileWriter fw = new FileWriter(file);
    FileWriter fw = new FileWriter(file,(append:) false);
    //append default false, 意为覆盖文件
    //append为true, 则是在文件后面添加
  
    fw.write("Hello\n");
    fw.write("world");
  
    fw.close();
```
} ```
3. 注意:
  
  输出操作, 对应的 File 可以不存在, 不会报异常
  
  - FIle 对应的硬盘中的文件如果不存在, 在输出过程中, 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为 FileWriter(file, false) / File(file), 则会对文件进行覆盖 - 如果流使用的构造器为FileWriter(file, true), 则在原文件末尾进行流输出
使用例: 使用 FIleReader 和 FileWriter 进行文件的复制

2. 文件字节流 FileInputStream 和 FileOutputStream 的使用¶

文件字节流的操作与字符流类似, 区别在于实例化对象操作和数据类型不同

使用例

3. 注意点¶

定义路径时，可以用 / 或 \\(转义字符的'\')。
输出操作，对应的 File 可以不存在的。并不会报异常。

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。
读取文件(Reader / InputStream)时，必须保证==文件存在==，否则会报异常。

输出文件(Writer / OutputStream) 是, 文件可以不存在, 但是文件==路径上的文件夹必须存在==, 否则报异常
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

四、缓冲流¶

1. 缓冲流中使用的类¶

字节流: BufferedInputStream &BufferedOutputStream

字符流: BufferedReader & BufferedWriter

2. 引入缓冲流的目的¶

作用：提供流的读取、写入的速度
能够提高读写速度的原因：内部提供了一个缓冲区。(默认情况下是 8kb 1024*8)

3.缓冲流的使用¶

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。
向流中写入字节时，不会直接写到文件，先写到缓冲区中直到缓冲区写满，BufferedOutputStream 才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。(使用方法 flush() 可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流。)
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。
flush() 方法的使用：手动将 buffer 中内容写入文件。
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。
```
public void close() throws IOException {
    try (OutputStream ostream = out) {
        flush();
    }
}
```

4.使用例:¶

使用 BufferInputStream 和 BufferOutputStream 实现非文本文件的复制

public class BufferedStreamTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 文件
        File srcFile = new File("Chap19_IOStream\\testFile\\mio.png");
        File desFile = new File("Chap19_IOStream\\testFile\\mio_copy2.png");

        //2. 流
        //节点流
        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(desFile);
        //缓冲流
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
        //缓冲流套在节点流上, 这也说明缓冲流是一种处理流

        //复制
        byte[] buffer = new byte[10];
        int len;
        while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {
            bos.write(buffer, 0, len);
        }

        //先关闭外层的流, 再关闭内层的流
        //关闭外层流, 内层流会自动关闭
        bis.close(); bos.close();
        //fis.close(); fos.close();
    }
}

使用 BufferedReader 和 BufferWriter 实现文本文件的复制

public class BufferedReaderWriterTest {
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            br = new BufferedReader(new FileReader(
                new File("Chap19_IOStream\\testFile\\copyTest_src.txt")));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter(
                new File("Chap19_IOStream\\testFile\\copyTest_des2.txt")));

            //复制方式一 使用char数组
            char[] buffer = new char[10];
            int len;
            while ((len = br.read(buffer)) != -1) {
                bw.write(buffer, 0, len);
            }
            //复制方式二 使用String
            String data;
            while ((data = br.readLine()) != null) {
                bw.write(data);
            }

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            try {
                if (br != null) br.close();
                if (bw != null) bw.close();
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}

五、转换流¶

1. 简介¶

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。

1.1InputStreamReader¶

InputStreamReader : 将一个字节的输入流转换为字符的输入流
解码：字节、字节数组 --->字符数组、字符串
构造器：
- public InputStreamReader(InputStream in)
- public InputStreamReader(Inputstream in,String charsetName)//可以指定编码集

1.2 OutputStreamWriter¶

OutputStreamWriter : 将一个字符的输出流转换为字节的输出流
编码：字符数组、字符串 ---> 字节、字节数组
构造器：
- public OutputStreamWriter(OutputStream out)
- public OutputStreamWriter(Outputstream out,String charsetName)//可以指定编码集

图示

2. 使用例¶

使用例

//综合使用InputStreamReader和OutputStreamWriter
@Test
public void test() {
    InputStreamReader isr = null;
    OutputStreamWriter osw = null;

    try {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("testFile\\dbcp_UTF-8.txt"); //使用参数为String的构造器
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("testFile\\dbcp_gbk.txt"); //使用参数为String的构造器
        isr = new InputStreamReader(fis, "UTF-8");
        osw = new OutputStreamWriter(fos, "gbk");

        char[] charBuffer = new char[10];
        int len;
        while ((len = isr.read(charBuffer)) != -1) {
            osw.write(charBuffer, 0, len);
        }
    } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    } finally {
        try {
            if (isr != null) {
                isr.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        try {
            if (osw != null) {
                osw.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

3. 编码集¶

常见编码表
- 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，融合目前人类使用的所字符。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。
编码表说明
1. 编码表历史
  
  - ANSI: 美国国家标准学会（AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE）
2. Unicode 的缺陷
  
  1. 英文字母用一个字节表示就足够了, 全都用两个字节会浪费空间
  
  2. 如何区分 Unicode 和 ASCII (计算机如何识别两个字节是表示一个符号还是两个符号)
```
 -> 如果使用最高位 0/1 来判断一个字节/两个字节, 表达数从 2^16^降为 2^15^, 不够表示所有字符
```
3. UTF(UCS Transfer Format) 标准
  
  - UTF-8:每次 8 个位传输数据，而 UTF-16 就是每次 16 个位。这是为传输而设计的编码，并使编码无国界，这样就可以显示全世界上所有文化的字符了。
  
  - 具体实现方式(以 UTF-8 为例)
```
![UTF-8](media/UTF-8.png)

将 Unicode 编码值的二进制形式, 按照 UTF-8 编码方式, 填到'x'位置存储

![UTF-8_例](media/UTF-8_例.png)
```
- Unicode 只是定义了一个庞大的、全球通用的字符集，并为每个字符规定了唯确定的编号，具体存储成什么样的字节流，取决于字符编码方案。推荐的 Unicode 编码是 UTF-8 和 UTF-16。
编码应用
1. 编码：字符串-->字节数组
  
  解码：字节数组-->字符串
2. 转换流的编码应用
  
  - 可以将字符按指定编码格式存储
  
  - 可以对文本数据按指定编码格式来解读
  
  - 指定编码表的动作由构造器完成
3. 使用要求：
  
  客户端/浏览器端 <----> 后台(java,GO,Python,Node.js,php) <----> 数据库
  
  要求前前后后使用的字符集都要统一：UTF-8

六、输出流<了解>¶

简介

System.in:标准的输入流，默认从键盘输入

public final static InputStream in = null;, 为 InputStream

System.out:标准的输出流，默认从控制台输出

public final static PrintStream out = null;, 为PrintStream
主要方法

System 类的 setIn(InputStream is) 方式重新指定输入的流

System 类的 setOut(PrintStream ps) 方式重新指定输出的流。

使用例

从键盘输入字符串，要求将读取到的整行字符串转成大写输出。然后继续进行输入操作，直至当输入 e 或者 exit 时，退出程序。

方法一: Scanner 实现。用 next 获取一个字符串, 然后用 toUpperCase()方法转换

public class toUpperWithScanner {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        String str;
        while ((!(str = scanner.next()).equalsIgnoreCase("e"))
               && !str.equalsIgnoreCase("exit")) {
            //比较时忽略大小写
            System.out.println(str.toUpperCase());
        }
        System.out.println("已退出");
    }
}
//写法不是很好, 建议看方法二的比较的写法

方法二: System.in 实现。System.in ---> 转换流 ---> BufferedReader 的 readLine()

public class toUpperWithSystemIn {
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader br = null;
        try {
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); //转化为字符流
            br = new BufferedReader(isr);


            while (true) {
                System.out.println("请输入字符串");
                String data = br.readLine();
                if ("e".equalsIgnoreCase(data) || "exit".equalsIgnoreCase(data)) {
                    System.out.println("程序结束");
                    break;
                }
                System.out.println(data.toUpperCase());
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }
}

练习

Create a program named MyInput.java: Contain the methods for reading int, double, float, boolean, short, byte and String values from the keyboard.

相当于手动实现 Scanner(System.in)

七、打印流<了解>¶

作用: 实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出 (只有输出类型的流)
打印流分类： 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
注意点
1. PrintStream 和 PrintWriter 的输出不会抛出 IOException 异常
2. PrintStream 和 PrintWriter 有自动 flush 功能
3. 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。
4. System.out 返回的是 PrintStream 的实例

使用例

public class printStreamTest {
    public static void main(String[] args) {
        PrintStream ps = null;
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("Chap19_IOStream\\testFile\\dbcp_UTF-8.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)改成输出到文件
                System.setOut(ps); //将System.out改为自定义的PrintStream
            }

            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<了解>¶

作用:用于==读取==或==写出==基本数据类型的变量/字符串
- FileWrite 的 write 只能输出字符串 / 字符数组
- FileOutput 的 write 只能输出字节

数据流分类: DataInputStream 和 DataOutputStream

DataInputStream 中的方法

boolean readBoolean()
byte readByte()
char readChar()
float readFloat()
double readDouble()
short readShort()
long readLong()
int readInt()
String readUTF()
void readFully(byte[])

DataOutputStream 的方法: 将 DataInputStream 的readxxx()改为writexxx()

九、对象流¶

1. 简介¶

对象流主要分为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。
作用
- ObjectOutputStream: 内存中的对象--->存储中的文件、通过网络传输出去 (序列化过程)
- ObjectInputStream: 存储中的文件、通过网络接收过来 --->内存中的对象 (反序列化过程)

2. 对象的序列化¶

总述: 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:

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。
序列化的重要性:

序列化是 RMI (Remote Method Invoke-远程方法调用) 过的参数和返回值都必须实现的机制，RMI 是 JavaEE 的基础。因此序列化机制是 JavaEE 平台的基础。
如何实现序列化机制:
1. 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
2. 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)

3. 自定义可序列化类的对象¶

可序列化类的要求
1. 需要实现接口: Serializable（标识接口）
2. 当前类需要提供一个全局常量: serialVersionUID（序列版本号）
3. 除了当前 Person 类需要实现 Serializable 接口之外，还必须保证其==内部所有属性也必须是可序列化==的。（默认情况下，基本数据类型可序列化）
例:
补充：ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 不能序列化 static 和 transient 修饰的成员变量

4. 对象流的使用¶

序列化代码实现

序列化: 将对象写入磁盘或进行网络传输

要求被序列化对象必须实现序列化

@Test
public void testObjectOutputStream(){
    ObjectOutputStream oos = null;

    try {
        //1.创建对象，创建流
        oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
        //2.操作流
        oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));
        oos.flush(); //刷新操作

        oos.writeObject(new Person("王铭",23));
        oos.flush();

        oos.writeObject(new Person("张学良",23,1001,new Account(5000)));
        oos.flush();

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(oos != null){
            //3.关闭流
            try {
                oos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

反序列化代码实现

反序列化: 将磁盘的对象数据源读出

@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();
            }
        }
    }
}

十、任意存取文件流¶

RandomAccessFile 的使用

1. 简介¶

RandomAccessFile ==直接继承==于 java.lang.Object 类，实现了 DataInput 和DataOutput 接口(与之前讲的四个抽象基类无关)

--> RandomAccessFile 既可以作为一个输入流，又可以作为一个输出流
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)

2. 使用说明¶

如果 RandomAccessFile 作为输出流时，写出到的文件如果不存在，则在执行过程中==自动创建==。

如果写出到的文件存在，则会对原文件==内容进行覆盖==(不是对文件整体覆盖)。（默认情况下，从头覆盖）
可以通过相关的操作，实现 RandomAccessFile “插入”数据的效果。借助 seek(int pos) 方法(移动记录指针)
mode参数
1. 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
2. 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,读取的文件不存在则会出现异常。如果模式为 rw 读写,文件不存在则会去创建文件，存在则不会创建。

3. 作用¶

可以用 RandomAccessFile 这个类，来实现一个多线程断点下载的功能
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

流的基本应用总结¶

流是用来处理数据的。

处理数据时，一定要先明确==数据源==，与数据目的地数据源可以是文件，可以是键盘数据; 目的地可以是文件、显示器或者其他设备

而流只是在帮助数据进行传输，并对传输的数据进行处理，比如==过滤==处理、==转换==处理等

除去RandomAccessFile类外所有的流都继承于四个基本数据流抽象类InputSteam、OutputSteam、Reader、Writer, 不同的操作流对应的后缀均为四个抽象基类中的某一个

不同处理流的使用方式都是标准操作：
- 创建文件对象，创建相应的流
- 处理流数据
- 关闭流
- 用 try-catch-finally 处理异常

十一、NIO¶

1. Java NIO 概述¶

什么是 NIO
1. Java NIO (New IO, Non-Blocking IO) 是从 Java 1.4 版本开始引入的一套新的 IO API ，可以替代标准的 Java IO API 。
2. NIO 与原来的 IO 有同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同， NIO 支持==面向缓冲区==的 (IO 是面向流的) 、基于通道的 IO 操作。
3. NIO 将以更加高效的方式进行文件的读写操作。
4. JDK 7.0 对 NIO 进行了极大的扩展，增强了对文件处理和文件系统特性的支持，称他为 NIO.2。<常用>
NIO 分类:

Java API 中提供了两套 NIO: 一套是针对标准输入输出 NIO; 另一套就是网络编程 NIO 。
- java.nio.channels.Channel
  - FileChannel: 处理本地文件
  - SocketChannel: TCP 网络编程的客户端的 Channel
  - ServerSocketChannel:TCP 网络编程的服务器端的 Channel
  - DatagramChannel: UDP 网络编程中发送端和接收端的 Channel

2.Path 接口 ¶

public interface Path extends Comparable<Path>, Iterable<Path>, Watchable

2.0 为什么使用 Path¶

早期的 Java 只提供了一个 File 类来访问文件系统，但 File 类的功能比较有限，所提供的方法性能也不高。而且，大多数方法在出错时仅返回失败，并不会提供异常信息。
NIO.2 为了弥补这种不足，引入了 Path 接口，代表一个平台无关的平台路径，描述了目录结构中文件的位置。Path 可以看成是 File 类的==升级版本==，实际引用的资源也可以不存在。

2.1Path 的说明¶

Path 可以替换原有的 File 类。

在以前 IO 操作都是这样写的：
- import java.io.File
- File file = new File("index.html");
但在 Java7 中，我们可以这样写：
- import java.nio.file.Path;
- import java.nio.file.Paths;
- Path path = Paths.get("index. html");

2.2 Paths¶

Paths 说明: 此类仅由静态方法组成，通过转换路径字符串返回Path或URI 。
Paths 的使用
- Paths 类提供的静态 get() 方法用来获取 Path 对象：
- static Path get(String first， String….more)：用于将多个字符串==串连成路径==
- static Path get(URI uri)：返回指定 uri 对应的 Path 路径
代码示例

@Test
public void test1(){
    Path path1 = Paths.get("hello.txt");//new File(String filepath)

    Path path2 = Paths.get("E:\\", "test\\test1\\haha.txt");//new File(String parent,String filename);

    Path path3 = Paths.get("E:\\", "test");

    System.out.println(path1);
    System.out.println(path2);
    System.out.println(path3);

}

2.3 常用方法¶

String toString() ：返回调用 Path 对象的字符串表示形式
boolean startsWith(String path) : 判断是否以 path 路径开始
boolean endsWith(String path) : 判断是否以 path 路径结束
boolean isAbsolute() : 判断是否是绝对路径
Path getParent() ：返回 Path 对象包含整个路径，不包含 Path 对象指定的文件路径
Path getRoot() ：返回调用 Path 对象的根路径
Path getFileName() : 返回与调用 Path 对象关联的文件名
int getNameCount() : 返回 Path 根目录后面元素的数量
Path getName(int idx) : 返回指定索引位置 idx 的路径名称
Path toAbsolutePath() : 作为绝对路径返回调用 Path 对象
Path resolve(Path p) :合并两个路径，返回合并后的路径对应的 Path 对象
File toFile(): 将 Path 转化为 File 类的对象

代码示例

@Test
public void test2() {
    Path path1 = Paths.get("d:\\", "nio\\nio1\\nio2\\hello.txt");
    Path path2 = Paths.get("hello.txt");

    //      String toString() ： 返回调用 Path 对象的字符串表示形式
    System.out.println(path1);

    //      boolean startsWith(String path) : 判断是否以 path 路径开始
    System.out.println(path1.startsWith("d:\\nio"));
    //      boolean endsWith(String path) : 判断是否以 path 路径结束
    System.out.println(path1.endsWith("hello.txt"));
    //      boolean isAbsolute() : 判断是否是绝对路径
    System.out.println(path1.isAbsolute() + "~");
    System.out.println(path2.isAbsolute() + "~");
    //      Path getParent() ：返回Path对象包含整个路径，不包含 Path 对象指定的文件路径
    System.out.println(path1.getParent());
    System.out.println(path2.getParent());
    //      Path getRoot() ：返回调用 Path 对象的根路径
    System.out.println(path1.getRoot());
    System.out.println(path2.getRoot());
    //      Path getFileName() : 返回与调用 Path 对象关联的文件名
    System.out.println(path1.getFileName() + "~");
    System.out.println(path2.getFileName() + "~");
    //      int getNameCount() : 返回Path 根目录后面元素的数量
    //      Path getName(int idx) : 返回指定索引位置 idx 的路径名称
    for (int i = 0; i < path1.getNameCount(); i++) {
        System.out.println(path1.getName(i) + "*****");
    }

    //      Path toAbsolutePath() : 作为绝对路径返回调用 Path 对象
    System.out.println(path1.toAbsolutePath());
    System.out.println(path2.toAbsolutePath());
    //      Path resolve(Path p) :合并两个路径，返回合并后的路径对应的Path对象
    Path path3 = Paths.get("d:\\", "nio");
    Path path4 = Paths.get("nioo\\hi.txt");
    path3 = path3.resolve(path4);
    System.out.println(path3);

    //      File toFile(): 将Path转化为File类的对象
    File file = path1.toFile();//Path--->File的转换

    Path newPath = file.toPath();//File--->Path的转换

}

3.Files 类¶

java.nio.file.Files 用于操作文件或目录的==工具类==

3.1 Files 类常用方法¶

Path copy(Path src, Path dest, CopyOption … how) : 文件的复制

要想复制成功，要求 path1 对应的物理上的文件存在。path1 对应的文件没有要求。

Files.copy(path1, path2, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> … attr) : 创建一个目录

要想执行成功，要求 path 对应的物理上的文件目录不存在。一旦存在，抛出异常。

Path createFile(Path path, FileAttribute<?> … arr) : 创建一个文件

要想执行成功，要求 path 对应的物理上的文件不存在。一旦存在，抛出异常。

void delete(Path path) : 删除一个文件/目录，如果不存在，执行报错

void deleteIfExists(Path path) : Path 对应的文件/目录如果存在，执行删除.如果不存在，正常执行结束

Path move(Path src, Path dest, CopyOption…how) : 将 src 移动到 dest 位置

要想执行成功，src 对应的物理上的文件需要存在，dest 对应的文件没有要求。

long size(Path path) : 返回 path 指定文件的大小

代码示例

@Test
public void test1() throws IOException{
    Path path1 = Paths.get("d:\\nio", "hello.txt");
    Path path2 = Paths.get("atguigu.txt");

    //      Path copy(Path src, Path dest, CopyOption … how) : 文件的复制
    //要想复制成功，要求path1对应的物理上的文件存在。path1对应的文件没有要求。
    //      Files.copy(path1, path2, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

    //      Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> … attr) : 创建一个目录
    //要想执行成功，要求path对应的物理上的文件目录不存在。一旦存在，抛出异常。
    Path path3 = Paths.get("d:\\nio\\nio1");
    //      Files.createDirectory(path3);

    //      Path createFile(Path path, FileAttribute<?> … arr) : 创建一个文件
    //要想执行成功，要求path对应的物理上的文件不存在。一旦存在，抛出异常。
    Path path4 = Paths.get("d:\\nio\\hi.txt");
    //      Files.createFile(path4);

    //      void delete(Path path) : 删除一个文件/目录，如果不存在，执行报错
    //      Files.delete(path4);

    //      void deleteIfExists(Path path) : Path对应的文件/目录如果存在，执行删除.如果不存在，正常执行结束
    Files.deleteIfExists(path3);

    //      Path move(Path src, Path dest, CopyOption…how) : 将 src 移动到 dest 位置
    //要想执行成功，src对应的物理上的文件需要存在，dest对应的文件没有要求。
    //      Files.move(path1, path2, StandardCopyOption.ATOMIC_MOVE);

    //      long size(Path path) : 返回 path 指定文件的大小
    long size = Files.size(path2);
    System.out.println(size);

}

3.2 Files 类常用方法：用于判断¶

boolean exists(Path path, LinkOption … opts) : 判断文件是否存在

boolean isDirectory(Path path, LinkOption … opts): 判断是否是目录

不要求此 path 对应的物理文件存在。

boolean isRegularFile(Path path, LinkOption … opts): 判断是否是文件

boolean isHidden(Path path) : 判断是否是隐藏文件

要求此 path 对应的物理上的文件需要存在。才可判断是否隐藏。否则，抛异常。

boolean isReadable(Path path) : 判断文件是否可读

boolean isWritable(Path path) : 判断文件是否可写

boolean notExists(Path path, LinkOption … opts) : 判断文件是否不存在

代码示例

@Test
public void test2() throws IOException{
    Path path1 = Paths.get("d:\\nio", "hello.txt");
    Path path2 = Paths.get("atguigu.txt");
    //      boolean exists(Path path, LinkOption … opts) : 判断文件是否存在
    System.out.println(Files.exists(path2, LinkOption.NOFOLLOW_LINKS));

    //      boolean isDirectory(Path path, LinkOption … opts) : 判断是否是目录
    //不要求此path对应的物理文件存在。
    System.out.println(Files.isDirectory(path1, LinkOption.NOFOLLOW_LINKS));

    //      boolean isRegularFile(Path path, LinkOption … opts) : 判断是否是文件

    //      boolean isHidden(Path path) : 判断是否是隐藏文件
    //要求此path对应的物理上的文件需要存在。才可判断是否隐藏。否则，抛异常。
    //      System.out.println(Files.isHidden(path1));

    //      boolean isReadable(Path path) : 判断文件是否可读
    System.out.println(Files.isReadable(path1));
    //      boolean isWritable(Path path) : 判断文件是否可写
    System.out.println(Files.isWritable(path1));
    //      boolean notExists(Path path, LinkOption … opts) : 判断文件是否不存在
    System.out.println(Files.notExists(path1, LinkOption.NOFOLLOW_LINKS));
}

补充：

StandardOpenOption.READ:表示对应的 Channel 是可读的。
StandardOpenOption.WRITE：表示对应的 Channel 是可写的。
StandardOpenOption.CREATE：如果要写出的文件不存在，则创建。如果存在，忽略
StandardOpenOption.CREATE_NEW：如果要写出的文件不存在，则创建。如果存在，抛异常

3.3 Files 类常用方法：用于操作内容¶

InputStream newInputStream(Path path, OpenOption…how):获取 InputStream 对象
OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption…how) : 获取 OutputStream 对象
SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption…how) : 获取与指定文件的连接，how 指定打开方式。
DirectoryStream<Path> newDirectoryStream(Path path) : 打开 path 指定的目录

代码示例

@Test
public void test3() throws IOException{
    Path path1 = Paths.get("d:\\nio", "hello.txt");

    //      InputStream newInputStream(Path path, OpenOption…how):获取 InputStream 对象
    InputStream inputStream = Files.newInputStream(path1, StandardOpenOption.READ);

    //      OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption…how) : 获取 OutputStream 对象
    OutputStream outputStream = Files.newOutputStream(path1, StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.CREATE);


    //      SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption…how) : 获取与指定文件的连接，how 指定打开方式。
    SeekableByteChannel channel = Files.newByteChannel(path1, StandardOpenOption.READ,StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.CREATE);

    //      DirectoryStream<Path>  newDirectoryStream(Path path) : 打开 path 指定的目录
    Path path2 = Paths.get("e:\\teach");
    DirectoryStream<Path> directoryStream = Files.newDirectoryStream(path2);
    Iterator<Path> iterator = directoryStream.iterator();
    while(iterator.hasNext()){
        System.out.println(iterator.next());
    }
}

19IO流

一、File 类的使用¶

1. File 类的理解¶

2. File 的实例化¶

3. File 类的常用方法¶

4.内存解析¶

二、 IO 流概述¶

1. 简述¶

2. 流的分类¶

3. IO 流体系分类¶

InputStream & Reader¶

OutputSteam & Writer¶

4. 输入、输出标准化过程¶

三、 节点流(文件流)¶

1. 文件字符流 FileReader 和 FileWriter 的使用¶

2. 文件字节流 FileInputStream 和 FileOutputStream 的使用¶

3. 注意点¶

四、 缓冲流¶

1. 缓冲流中使用的类¶

2. 引入缓冲流的目的¶

3.缓冲流的使用¶

4.使用例:¶

五、 转换流¶

1. 简介¶

1.1InputStreamReader¶

1.2 OutputStreamWriter¶

2. 使用例¶

3. 编码集¶

六、输出流<了解>¶

七、打印流<了解>¶

八、 数据流<了解>¶

九、 对象流¶

1. 简介¶

2. 对象的序列化¶

3. 自定义可序列化类的对象¶

4. 对象流的使用¶

十、 任意存取文件流¶

1. 简介¶

2. 使用说明¶

3. 作用¶

流的基本应用总结¶

十一、NIO¶

1. Java NIO 概述¶

2.Path 接口 ¶

2.0 为什么使用 Path¶

2.1Path 的说明¶

2.2 Paths¶

2.3 常用方法¶

3.Files 类¶

3.1 Files 类常用方法¶

3.2 Files 类常用方法：用于判断¶

3.3 Files 类常用方法：用于操作内容¶

三、节点流(文件流)¶

四、缓冲流¶

五、转换流¶

八、数据流<了解>¶

九、对象流¶

十、任意存取文件流¶