IO流知识点 - 技术栈

一、核心概念

1. 流（Stream）

流是 Java IO 的核心抽象，代表数据的流动方向，可以理解为 "数据管道"：

输入流（Input Stream）：从外部（文件、网络、键盘）读取数据到程序中
输出流（Output Stream）：将程序中的数据写入到外部（文件、网络、控制台）
流的特性：单向流动 （输入只能读，输出只能写）、顺序访问（从头读到尾，不能随机跳转）

2. 分类方式

Java IO 流有多种分类维度，新手需重点掌握：

表格

分类维度	具体类型	核心抽象类	适用场景
数据方向	输入流 / 输出流	InputStream/OutputStream	读数据 / 写数据
数据类型	字节流 / 字符流	字节流：同上字符流：Reader/Writer	字节流：任意数据（图片、视频、二进制文件）字符流：文本数据（txt、Java 文件）
功能扩展	节点流 / 处理流	节点流：FileInputStream处理流：BufferedInputStream	节点流：直接操作数据源处理流：包装节点流，增强功能（缓冲、编码转换）

二、核心流体系（常用实现类）

1. 字节流（处理所有类型数据）

（1）节点流（直接操作文件）

FileInputStream：读取文件字节数据
FileOutputStream：写入文件字节数据

示例：字节流读写文件

java

运行

复制代码

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class ByteStreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 定义源文件和目标文件路径
        String sourcePath = "source.txt";
        String targetPath = "target.txt";
        
        // 2. 声明流对象（try-with-resources 自动关闭流，推荐用法）
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(sourcePath);
             FileOutputStream fos = new FileOutputStream(targetPath)) {
            
            // 3. 定义缓冲区（减少IO次数，提升效率）
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len; // 记录每次读取的字节数
            
            // 4. 循环读取并写入
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                fos.write(buffer, 0, len); // 只写入实际读取的字节数
            }
            System.out.println("文件复制完成");
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace(); // 异常处理
        }
    }
}

（2）处理流（增强功能）

BufferedInputStream/BufferedOutputStream：缓冲流，减少磁盘 IO 次数（核心优化）
DataInputStream/DataOutputStream：数据流，支持读写基本数据类型（int、double 等）

示例：缓冲流优化文件读写

java

运行

复制代码

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class BufferedStreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String sourcePath = "large_file.zip";
        String targetPath = "copy_large_file.zip";
        
        // 包装节点流为缓冲流（缓冲区默认8KB）
        try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(sourcePath));
             BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(targetPath))) {
            
            byte[] buffer = new byte[4096]; // 4KB缓冲区
            int len;
            while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {
                bos.write(buffer, 0, len);
            }
            // 缓冲流需手动刷新（或关闭时自动刷新）
            bos.flush();
            System.out.println("大文件复制完成（缓冲流优化）");
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2. 字符流（处理文本数据）

字符流基于字节流封装，自动处理编码问题（如 UTF-8、GBK），避免中文乱码。

核心实现类

FileReader/FileWriter：字符节点流，读写文本文件
BufferedReader/BufferedWriter ：字符缓冲流，支持按行读写（readLine()/newLine()）
InputStreamReader/OutputStreamWriter：转换流，实现字节流→字符流的转换（指定编码）

示例：字符缓冲流按行读写文本

java

运行

复制代码

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class CharStreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String sourcePath = "text.txt";
        String targetPath = "copy_text.txt";
        
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(sourcePath));
             BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(targetPath))) {
            
            String line;
            // 按行读取文本（readLine()返回null表示读取结束）
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                bw.write(line); // 写入一行
                bw.newLine();   // 写入换行符（跨平台兼容）
            }
            System.out.println("文本文件复制完成（按行读写）");
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

示例：转换流指定编码读写

java

运行

复制代码

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class ConvertStreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 读取GBK编码的文本文件，避免乱码
        try (InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("gbk_file.txt"), "GBK");
             BufferedReader br = new BufferedReader(isr)) {
            
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println("GBK编码内容：" + line);
            }
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

三、NIO 简介（补充知识点）

Java 1.4 引入 NIO（New IO），解决传统 IO 的性能问题，核心差异：

传统 IO：阻塞式、面向流（Stream）
NIO：非阻塞式、面向缓冲区（Buffer）、支持通道（Channel）和选择器（Selector）
适用场景：高并发网络编程（如服务器开发），文件读写仍可使用传统 IO（简单易用）

四、最佳实践

关闭流 ：使用try-with-resources（Java 7+）自动关闭流，避免资源泄漏
缓冲流优化：读写文件时优先使用缓冲流（BufferedXXX），减少磁盘 IO
编码统一：处理文本时指定编码（如 UTF-8），避免乱码
异常处理：捕获 IO 异常并处理（如打印日志、提示用户）
大文件处理：使用缓冲区分批次读写，避免一次性加载整个文件到内存

总结

核心分类：Java IO 分为字节流（处理所有数据）和字符流（处理文本，解决编码），节点流直接操作数据源，处理流增强功能（如缓冲）。
关键优化：读写文件时优先使用缓冲流（BufferedInputStream/BufferedReader），减少 IO 次数提升效率。
最佳实践 ：使用try-with-resources自动关闭流，处理文本时指定编码，避免资源泄漏和乱码问题。