【Unity开发】FileStream 详解及用法指南

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文章目录

• 一、前言
• [二、FileStream 构造函数](#二、FileStream 构造函数)
• 三、基本读写操作
• • （一）写入文件示例
  • （二）读取文件示例
• 四、开发案例
• • （一）文件复制工具
  • （二）文件加密/解密
• 五、高级功能
• • （一）随机访问（Seek）
  • （二）异步操作
  • （三）文件锁定机制

一、前言

先来了解一下什么是 FileStream？

FileStream 是 System.IO 命名空间下的一个类，它继承自 Stream 抽象类，提供了对文件系统的字节级读写访问，并支持同步和异步操作，还可以控制文件访问方式（读、写、读写）和共享权限。主要有下面几个核心特性：

1. 字节级操作：处理原始字节数据
2. 随机访问：支持文件指针定位（Seek）
3. 缓冲机制：内置缓冲区提高性能
4. 线程安全：支持多线程访问（需适当同步）

对于简单的文本文件操作，可以考虑使用更高级的 StreamReader/StreamWriter 或 File 静态方法。但对于二进制文件处理、自定义文件格式或需要精细控制的情况，FileStream 是最佳选择。看下对比：

特性	FileStream	StreamReader/Writer	File类静态方法
访问级别	字节级	字符级	高级操作
控制粒度	精细	中等	粗粒度
适用场景	二进制文件、自定义格式	文本文件	简单文件操作
性能	高	中	取决于操作

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二、FileStream 构造函数

简单的了解什么是FileStream 就可以了，想要快速的掌握上手，直接来看示例进行学习，以练促学。

先说下构造函数。FileStream 提供了多种构造函数，最常用的有：

// 通过文件路径创建
public FileStream(string path, FileMode mode)

// 完整参数版本
public FileStream(string path, FileMode mode, FileAccess access, FileShare share)

// 使用文件句柄创建
public FileStream(SafeFileHandle handle, FileAccess access)

参数说明：

• path：文件路径
• mode ：文件打开方式（FileMode 枚举）
• access ：访问权限（FileAccess 枚举）
• share ：共享权限（FileShare 枚举）

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💡枚举的选择也是非常的重要，所以也要了解枚举的各种枚举值：

⭕FileMode 枚举

值	描述	文件存在时	文件不存在时
CreateNew	创建新文件	抛出异常	创建新文件
Create	创建或覆盖	覆盖原文件	创建新文件
Open	打开现有文件	打开文件	抛出异常
OpenOrCreate	打开或创建	打开文件	创建新文件
Truncate	打开并清空	清空文件	抛出异常
Append	追加数据	打开并定位到末尾	创建新文件

⭕FileAccess

• Read：只读
• Write：只写
• ReadWrite：读写

⭕FileShare

• None：独占访问
• Read：允许其他读取
• Write：允许其他写入
• ReadWrite：允许其他读写

三、基本读写操作

直接看两个最常用的实践示例：写文件 和读文件。

（一）写入文件示例

using (FileStream fs = new FileStream("test.txt", FileMode.Create))
{
    string text = "Hello, FileStream!";
    byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(text);
    fs.Write(bytes, 0, bytes.Length);
    fs.Flush(); // 确保数据写入磁盘
}

（二）读取文件示例

using (FileStream fs = new FileStream("test.txt", FileMode.Open))
{
    byte[] buffer = new byte[fs.Length];
    int bytesRead = fs.Read(buffer, 0, buffer.Length);
    string text = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytesRead);
    Console.WriteLine(text);
}

在进行读写文件的操作的时候有两个最常见问题，那就是文件正在被另一个程序占用，以及操作的文件太大。看下具体的问题示例已经对应的解决方案：

文件被占用异常

try
{
    using (FileStream fs = new FileStream("file.txt", FileMode.Open))
    {
        // 操作文件
    }
}
catch (IOException ex)
{
    Console.WriteLine($"文件访问错误: {ex.Message}");
}

大文件处理

const int bufferSize = 1024 * 1024; // 1MB
byte[] buffer = new byte[bufferSize];

using (FileStream fs = new FileStream("large.iso", FileMode.Open))
{
    int bytesRead;
    while ((bytesRead = fs.Read(buffer, 0, buffer.Length)) > 0)
    {
        // 处理数据块
    }
}

在操作文件的时候还要注意性能优化，下面列举了几个优化性能的核心点：

1. 使用缓冲区：适当增大缓冲区大小

   int bufferSize = 4096; // 4KB
   using (var fs = new FileStream("large.bin", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read, bufferSize))

2. 批量读写：减少小数据块的频繁操作

3. 使用异步API：对于大文件或高并发场景

4. 及时释放资源 ：始终使用 using 语句或手动调用 Dispose()

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四、开发案例

学会了基本的读写操作之外，就是如何使用读写操作去实现一些较为复杂功能了，下面就是几个比较常见的案例：

（一）文件复制工具

void CopyFile(string source, string destination)
{
    const int bufferSize = 4096;
    byte[] buffer = new byte[bufferSize];
    
    using (FileStream src = new FileStream(source, FileMode.Open))
    using (FileStream dest = new FileStream(destination, FileMode.Create))
    {
        int bytesRead;
        while ((bytesRead = src.Read(buffer, 0, buffer.Length)) > 0)
        {
            dest.Write(buffer, 0, bytesRead);
        }
    }
}

（二）文件加密/解密

void EncryptFile(string inputPath, string outputPath, byte[] key)
{
    using (FileStream inFile = new FileStream(inputPath, FileMode.Open))
    using (FileStream outFile = new FileStream(outputPath, FileMode.Create))
    {
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int bytesRead;
        
        for (int i = 0; i < key.Length; i++)
        {
            inFile.ReadByte(); // 跳过头部
        }
        
        while ((bytesRead = inFile.Read(buffer, 0, buffer.Length)) > 0)
        {
            for (int i = 0; i < bytesRead; i++)
            {
                buffer[i] ^= key[i % key.Length]; // 简单XOR加密
            }
            outFile.Write(buffer, 0, bytesRead);
        }
    }
}

五、高级功能

（一）随机访问（Seek）

using (FileStream fs = new FileStream("data.bin", FileMode.Open))
{
    // 定位到第100个字节
    fs.Seek(100, SeekOrigin.Begin);
    
    // 读取10个字节
    byte[] buffer = new byte[10];
    fs.Read(buffer, 0, 10);
}

（二）异步操作

async Task WriteFileAsync()
{
    using (FileStream fs = new FileStream("async.txt", FileMode.Create))
    {
        byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes("Async data");
        await fs.WriteAsync(bytes, 0, bytes.Length);
    }
}

（三）文件锁定机制

// 独占方式打开文件，阻止其他进程访问
using (var fs = new FileStream("locked.txt", 
       FileMode.OpenOrCreate, 
       FileAccess.ReadWrite, 
       FileShare.None))
{
    // 处理文件...
}