Java IO 完整学习笔记｜字节流、字符流、缓冲流、资源关闭全梳理

一、IO流整体体系

Java IO两大分支：字节流 、字符流 ，所有流都实现AutoCloseable接口，支持try‑with‑resources自动关闭。

分类	输入（读）	输出（写）	处理单元
字节流	`InputStream`	`OutputStream`	byte 字节
字符流	`Reader`	`Writer`	char 字符

1. 字节流：万能二进制流

父类：InputStream / OutputStream 常用实现：FileInputStream、FileOutputStream

✅ 适用：所有文件：图片、视频、压缩包、文档。直接操作原始二进制，不会做编码转换。

核心API

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//读：返回int，-1代表读到文件末尾
int read();                  //读取1个字节
int read(byte[] buffer);     //批量读到字节数组，返回读到字节数

//写
void write(int b);                     //写单个字节
void write(byte[] b);                  //写整个字节数组
void write(byte[] b,int off,int len);  //数组指定范围写入

⚠️重点：read()返回int而不是byte 字节范围‑128~127，如果读到字节0xFF，强转byte等于‑1，会和文件结束标记‑1冲突。所以用int接收，高24位补0，用‑1代表流结束。
FileOutputStream构造第二个参数：true=追加写入；不传/false=覆盖原文件。

2. 字符流：专门处理文本

父类：Reader / Writer 常用实现：FileReader、FileWriter

✅适用：纯文本文件 （.txt、.java、.md） ❌禁止处理图片视频等二进制文件，会直接损坏文件。

底层本质：字符流 = 字节流 + 编码解码，把字节按照字符集转成char。

核心API

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int read();                 //读1个字符，返回‑1结束
int read(char[] cbuf);      //批量读到字符数组

void write(int c);
void write(char[] cbuf);
void write(String str);

⚠️字符流自带内存缓冲区！数据先写到内存缓冲区，没有调用flush()或者close()，数据不会落到磁盘，会出现文件空白、数据丢失。

flush()：强制把缓冲区数据刷到磁盘
close()：关闭流，关闭前自动执行flush

3. 转换流：解决编码问题

FileReader / FileWriter会直接使用系统默认编码，跨平台会乱码。想要手动指定编码，使用转换流。

InputStreamReader：字节输入流 → 字符输入流，指定编码读文件
OutputStreamWriter：字节输出流 → 字符输出流，指定编码写文件

java 复制代码

//示例：指定UTF‑8读取文本
try(InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("test.txt"), StandardCharsets.UTF_8)){

}

二、缓冲流：提升读写性能

原始FileXXX流读写频繁磁盘IO，性能差。缓冲流增加内存缓冲区，减少磁盘交互，大幅提升效率，属于包装流，必须包裹原始流。

字节缓冲流	字符缓冲流
`BufferedInputStream`	`BufferedReader`
`BufferedOutputStream`	`BufferedWriter`

java 复制代码

//字节缓冲流示例
try(BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.jpg"))){

}

BufferedReader特有方法：readLine()，直接读取一行字符串，非常适合文本处理。 BufferedWriter特有方法：newLine()，写入换行符。

缓冲流底层：默认缓冲区大小8192字节，数据先填满缓冲区，再一次性操作磁盘，减少IO次数。

三、资源关闭：两种写法

流不关闭会造成文件句柄泄漏，程序长时间运行打开大量文件，服务直接崩溃。

1. 传统 try‑finally

java 复制代码

FileInputStream fis = null;
try {
    fis = new FileInputStream("a.txt");
    //读写操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if(fis != null){
        fis.close();
    }
}

缺陷：try块和finally块同时抛出异常，原始异常会被掩盖丢失。

2. Java7+ try‑with‑resources【推荐】

只要实现AutoCloseable接口，在try()括号中定义流对象，代码结束自动关闭资源，不需要手动finally。

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try(FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt");
    BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis)){
    //读写
}catch (IOException e){
    e.printStackTrace();
}

✅代码简洁、自动释放、不会丢失原始异常，开发优先使用。

❌误区：return不会关闭流！return只是方法返回，不会释放文件句柄。

四、字节流 vs 字符流完整对比

对比维度	字节流	字符流
顶层抽象	InputStream / OutputStream	Reader / Writer
操作单元	byte字节	char字符
底层原理	直接读写二进制	字节流+编码集转换
自带缓冲区	无（缓冲流额外包装）	自带缓冲区
flush行为	不需要flush	必须flush/close落盘
适用文件	图片、视频、压缩包，全部文件	txt、源码等纯文本
乱码风险	无编码转换，不会乱码	编码不匹配直接乱码

五、总结

read()返回值是int，判断结束条件==‑1，不要强转byte/char再判断。
字符流忘记flush/close，文件为空，数据丢失。
FileWriter追加模式：构造传入第二个参数true，否则每次覆盖旧文件。
FileReader/FileWriter跟随系统编码，跨平台乱码，指定编码优先用转换流。
不要拿字符流读取二进制文件，文件直接损坏。
流资源务必释放，优先try‑with‑resources，杜绝句柄泄漏。
缓冲流是包装流，关闭外层缓冲流即可，内层被包装流会自动关闭。
文件路径：Windows路径需要转义D:\\demo.txt，也可以写D:/demo.txt。

六、补充：File类

File类不负责文件内容读写，只用来表示文件/目录路径，完成创建、删除、重命名、判断是否存在、遍历目录等操作。常用方法：

exists() 判断文件是否存在
createNewFile() 创建文件
mkdir() / mkdirs() 创建单级/多级目录
delete() 删除文件
listFiles() 遍历目录下全部子文件

File不能读写文件内容，读写必须依靠IO流。