文件相关概念
文件
对我们并不陌生,文件是保存数据的地方,比如大家经常使用的word文档,txt文件,excel文件...都是文件。它既可以保存一张图片,也可以保持视频,声音....
文件流
文件在程序中是以流的形式来操作的。
流: 数据在数据源(文件)和程序(内存)之间经历的路径,这里以内存为相对位置,有以下两种:
输入流: 数据从数据源(文件)到程序(内存)的路径
输出流: 数据从程序(内存)到数据源(文件)的路径

常用的文件操作
创建文件相关方法
构造器
new File(String pathname) //根据路径构建一个File对象
new File(File parent,String child) //根据父文件路径对象+子路径构建
new File(String parent,String child) //根据父路径+子路径构建
通过createNewFile方法创建
java
@Test
public void createFile1(){
String filePath = "f:\\1.txt";
File file = new File(filePath); //内存中创建对象
try {
file.createNewFile(); //在磁盘中创建文件
System.out.println("文件创建成功!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Test
public void createFile2(){
File parentFile = new File("f:\\");
File file = new File(parentFile, "2.txt");
try {
file.createNewFile();
System.out.println("文件创建成功");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Test
public void createFile3(){
File file = new File("f:\\", "3.txt");
try {
file.createNewFile();
System.out.println("文件创建成功");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
常用文件操作
getName、getAbsolutePath、getParent、length、exists、isFile、isDirectory
java
@Test
public void info() throws IOException{
File f1 = new File("D:\\Program Files\\Git");
System.out.println("绝对路径:"+f1.getAbsolutePath());
File f2 = new File("git-cmd.exe");
System.out.println("f2的绝对路径:" + f2.getAbsolutePath());
File f3 = new File(f1, "git-cmd.exe");
System.out.println("f3的绝路径" + f3.getAbsolutePath());
//常用方法
System.out.println("当前文件是"+f3);
System.out.println("文件是否存在" + f3.exists());
System.out.println("是否是文件夹"+f3.isDirectory());
System.out.println("是否是文件"+f3.isFile());
System.out.println("文件的长度" + f3.length());
long time = f3.lastModified();
Date d = new Date(time);
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
System.out.println("文件最后修改时间:" + sdf.format(d));
//常用方法2
// 以字符串数组的形式,返回当前文件夹下的所有文件(不包含子文件及子文件夹)
String[] list = f1.list();
System.out.println(Arrays.toString(list));
// 以文件数组的形式,返回当前文件夹下的所有文件(不包含子文件及子文件夹)
File[] files = f1.listFiles();
System.out.println(Arrays.toString(files));
// 以字符串形式返回获取所在文件夹
System.out.println(f1.getParent());
// 以文件形式返回获取所在文件夹
System.out.println(f1.getParentFile());
// 创建文件夹,如果父文件夹skin不存在,创建就无效
f1.mkdir();
// 创建文件夹,如果父文件夹skin不存在,就会创建父文件夹
f1.mkdirs();
// 创建一个空文件,如果父文件夹skin不存在,就会抛出异常
f1.createNewFile();
// 所以创建一个空文件之前,通常都会创建父目录
f1.getParentFile().mkdirs();
// 列出所有的盘符c: d: e: 等等
System.out.println(Arrays.toString(File.listRoots()));
}
目录操作
在java中,目录其实就是一种特殊的文件 ,所以上示例中目录的方法都是以文件对象操作的。
mkdir 创建一级目录
mkdirs 创建多级目录
delete 删除空目录(目录里面有文件,得先删除文件)或文件
现代 Java 更推荐:
java
Files.readAllBytes(path);
Files.write(path, bytes);
Files.copy(src, dest, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
Files.newBufferedReader(path, StandardCharsets.UTF_8);
Files.newBufferedWriter(path, StandardCharsets.UTF_8);
Files.walk(path);
Files.deleteIfExists(path);
IO流原理及分类
IO流原理
I/O是Input/Output的缩写,I/O技术是非常实用的技术,用于处理数据传输。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,并通过方法输入或输出数据。
- 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

流的分类
按处理数据单位 不同分为:字节流(8 bit)二进制文件,字符流(按字符)文本文件。
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/包装流

以上四个类均为抽象类,需要子类继承实现。

try-with-resources
只要资源是在 try (...) 的括号里声明的,并且实现了 AutoCloseable 或 Closeable,try-with-resources 就会在 try 块结束时自动调用它的 close() 方法。
Java 7 引入的 try-with-resources 本质上会被编译器展开成类似这样的结构:
java
try {
// 使用资源
} finally {
if (resource != null) {
resource.close();
}
}
关闭顺序是:逆序关闭,也就是先关闭最后声明的资源。
注意:
-
只有写在
try (...)里的资源才会自动关闭 -
包装流一般只关闭最外层,
javatry (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"))) { // ... } // br.close() 会自动关闭底层的 FileReader。 try (FileReader fr = new FileReader("a.txt"); BufferedReader br = new BufferedReader(fr)) { // ... } //也会关闭,但 br.close() 已经会关闭 fr,然后 fr.close() 可能再次关闭。多数情况下 close() 是幂等的,但最好只关闭最外层资源。
FilelnputStream:文件输入流
构造器
FileInputStream(File file) 创建一个 FileInputStream通过打开一个连接到一个实际的文件,文件名为 file File对象的文件系统。
FileInputStream(FileDescriptor fdObj) 创建一个使用文件描述符 fdObj FileInputStream,代表一个现有的连接到一个实际的文件在文件系统。
FileInputStream(String name) 创建一个 FileInputStream通过打开一个连接到一个实际的文件,文件路径名name命名的文件系统。
常用方法
public abstract int read() throws IOException
public int read(byte[] b) throws IOException
public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException
close 关闭文件
示例代码:
java
@Test
public void readFile01(){
String filePath = "f:\\3.txt";
try(FileInputStream inputStream = new FileInputStream(filePath)){
int readLength;
while ((readLength = inputStream.read()) != -1){
System.out.println((char) readLength);
}
}catch (IOException e) { //自动处理异常,也可像下面的方法一样,throw异常交给调用这处理
e.printStackTrace();
}
}
@Test
public void readFile02() throws IOException {
String filePath = "f:\\3.txt";
try(FileInputStream inputStream = new FileInputStream(filePath)){
int readLength;
byte[] buf = new byte[8];
while ((readLength = inputStream.read(buf)) != -1){
System.out.print(new String(buf, 0, readLength));
}
}catch (IOException e) { //自动处理异常,也可像下面的方法一样,throw异常交给调用这处理
e.printStackTrace();
}
}
用FileInputStream 字节流正确读取中文:
- 必须了解文本是以哪种编码方式保存字符的
- 使用字节流读取了文本后,再使用对应的编码方式去识别这些数字,得到正确的字符
JAVA
package stream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
public class TestStream {
public static void main(String[] args) {
File f = new File("E:\\project\\j2se\\src\\test.txt");
try (FileInputStream fis = new FileInputStream(f)) {
byte[] all = new byte[(int) f.length()];
fis.read(all);
//文件中读出来的数据是
System.out.println("文件中读出来的数据是:");
for (byte b : all)
{
int i = b&0x000000ff; //只取16进制的后两位
System.out.print(Integer.toHexString(i));
}
System.out.println("把这个数字,放在GBK的棋盘上去:");
String str = new String(all,"GBK");
System.out.println(str);
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
FileOutputStream:文件输出流
朝文件里面写入内容,如果文件不存在会自动创建文件(但是不会创建目录)。
java
@Test
public void fileWrite01(){
String filePath = "f://a.txt"; //如果是"f://demo/a.txt"路径,将会抛出文件找不到异常。
String writeStr = "hello world";
try (FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(filePath)){
//如果每次执行想追加内容,使用一下构造器
//fileOutputStream = new FileOutputStream(filePath, true);
fileOutputStream.write('H'); //写入一个字符
fileOutputStream.write(writeStr.getBytes()); //写一个字节数组。getBytes将字符串转化成字节数组
fileOutputStream.write(writeStr.getBytes(), 0, writeStr.indexOf('w')); //写入部分字节
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
Reader:字符输入流
FileReader

FileReader相关方法:
new FileReader(File/String)read:每次读取单个字符,返回该字符,如果到文件末尾返回-1read(char[]):批量读取多个字符到数组,返回读取到的字符数,如果到文件末尾返回-1。
相关API:new String(char):将char[]转换成String
new String(char[], off, len):将char\[\]的指定部分转换成String
java
@Test
public void fileReader01() {
String filePath = "f:\\a.txt";
int read = 0;
try (FileReader fr = new FileReader(filePath)){
while ((read = fr.read()) != -1){
System.out.print((char) read);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Test
public void fileReader02() {
String filePath = "f:\\a.txt";
int readLen = 0;
char[] buf = new char[10];
try (FileReader fr = new FileReader(filePath)){
while ((readLen = fr.read(buf)) != -1){
System.out.print(new String(buf, 0, readLen));
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
Writer:字符输出流
FileWriter

FileWriter常用方法
new FileWriter(File/String):覆盖模式,相当于流的指针在首端new FileWriter(File/String, true):追加模式,相当于流的指针在尾端write(int):写入单个字符write(char[]):写入指定字符数组write(char[],off,len):写入指定字符数组的指定部分write (string):写入整个字符串write(string,off,len):写入字符串的指定部分
注意:FileWriter使用后,必须要关闭(close)或刷新(flush),而close()会先flush()再关闭。否则写入不到指定的文件!
java
@Test
public void fileWriter(){
String filePath = "f:\\3.txt";
FileWriter fileWriter = null;
char[] c = {'好', '世', '界', '!', ' '};
String str = "人间正道是沧桑! ";
try {
fileWriter = new FileWriter(filePath, StandardCharsets.UTF_8);
fileWriter.write('你');//写入单个字符
fileWriter.write(c);//写入字符数组
fileWriter.write(c, 0, 3);//写入字符数组部分字符
fileWriter.write(str);//写入字符串
fileWriter.write(str, 0,4);//写入部分字符串
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
fileWriter.close();//或者flush
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
字节流 vs 字符流的选择
- 二进制文件:图片、视频、音频、序列化文件 → 字节流。
- 文本文件:
txt、java、properties、csv→ 字符流 + 指定编码。
节点流和处理流

- 节点流 :可以从一个特定的数据源读写数据。用于直接操作目标设备所对应的流类。节点流类所对应的IO源或目标称为流节点。

- 处理流 :(也叫包装流 )是"连接"在已存在的流(节点流或处理流)之上,为程序提供更为强大的读写功能。这种模式也称之为一种装饰模式 (修饰器模式)。

模拟装饰模式:
java
public class DecoratorTest {
public static void main(String[] args) {
BufferReader_ bufferReader_ = new BufferReader_(new FileReader_());
bufferReader_.readFile();
System.out.println("=========读取十次文件============");
bufferReader_.readNumFile(10);
BufferReader_ bufferReader = new BufferReader_(new StringReader_());
bufferReader.readString();
System.out.println("=========读取字符串次文件============");
bufferReader.readNumString(10);
}
}
/**
* 模拟reader抽象类
*/
abstract class Reader_ {
public void readFile(){}
public void readString(){}
}
/**
* 模拟节点流1
*/
class FileReader_ extends Reader_{
public void readFile(){
System.out.println("读取了一次文件内容");
}
}
/**
* 模拟节点流2
*/
class StringReader_ extends Reader_{
public void readString(){
System.out.println("读取了一次文件字符串");
}
}
/**
* 模拟处理流(包装流)
*/
class BufferReader_ extends Reader_{
private Reader_ rd;
public BufferReader_(Reader_ rd) {
this.rd = rd;
}
//节点流方法
public void readFile(){
this.rd.readFile();
}
//扩展readFile方法
public void readNumFile(int num){
for (int i = 0; i < num; i++) {
rd.readFile();
}
}
//节点流方法
public void readString(){
this.rd.readString();
}
//扩展readNumString方法
public void readNumString(int num){
for (int i = 0; i < num; i++) {
rd.readString();
}
}
}
BufferedReader和BufferedWriter
BufferedReader和 BufferedWriter属于字符流,是按照字符来读取数据的。适用于文本数据操作。
关闭时处理流,只需要关闭外层流即可
BufferedReader
java
public void bufferReader_() throws IOException {
String filePath = "f:\\a.txt";
try(BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(filePath, StandardCharsets.UTF_8))){
String line;
while ((line = bufferedReader.readLine()) != null){
System.out.println(line);
}
}
}
BufferedWriter
java
public void bufferedWriter_() throws IOException {
String filePath = "f:\\3.txt";
try(BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(filePath, StandardCharsets.UTF_8))){
bufferedWriter.write("hello, 小花");
bufferedWriter.newLine();//插入一个换行
bufferedWriter.write("hello, 小李");
bufferedWriter.newLine();
bufferedWriter.write("hello, 鸡蛋");
}
}
BufferedInputStream和BufferedOutputStream
类图体系

BufferedInputStream是字节流在创建BufferedInputStream时,会创建一个内部缓冲区数组.
BufferedOutputStream是字节流,实现缓冲的输出流,可以将多个字节写入底层输出流中,而不必对每次字节写入调用底层系统
应用示例:
java
public void copyBinFile() throws IOException {
String srcPath = "C:\\Users\\light\\Pictures\\idea\\wallhaven-4v891p.jpg";
String distPath = "E:\\javacode\\j2se\\IOStream\\mumlove.jpg";
byte[] buf = new byte[8192];
int readLen;
try(BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(srcPath));
BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(distPath))
){
while ((readLen = in.read(buf)) != -1){
out.write(buf, 0, readLen);
}
}
System.out.println("复制完成");
}
ObjectInputStream和ObjectOutputStream
作用
这两个类主要作用是数据的序列化和反序列化,需要让某个对象支持序列化机制,则必须让其类是可序列化的,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 :
Serializable // 这是一个标记接口,没有方法。推荐使用实现这个接口。
Externalizable //该方法有接口需要实现。
类图


示例代码
ObjectOutputStream_.php代码示例:
java
public class ObjectOutputStream_ {
public void objectOutputStream() throws IOException {
String filePath = "E:\\javacode\\j2se\\IOStream\\seribe.txt";
try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(filePath));){
oos.writeInt(10);
oos.writeBoolean(true);
oos.writeDouble(2.5);
oos.writeChar('c');
oos.writeUTF("阿黄你好!"); //写入字符串
//只有实现Serializable接口的数据才能被序列化保存到文件
oos.writeObject(new Dog("旺财", 10));
System.out.println("数据序列化完毕");
}
}
}
//自定义类需要实现Serializable才能够被序列化
class Dog implements Serializable {
private String name;
private int age;
public Dog(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
保存成功的文件并非以文本的形式保存:

ObjectInputStream_.php代码示例:
java
public void objectInputStream() throws IOException, ClassNotFoundException {
String filePath = "E:\\javacode\\j2se\\IOStream\\seribe.txt";
//反序列化的时候读取数据要和写入数据时的顺序一致
try(ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filePath))){
System.out.println(ois.readInt());
System.out.println(ois.readBoolean());
System.out.println(ois.readDouble());
System.out.println(ois.readChar());
System.out.println(ois.readUTF());
//在这里返回的值是一个Object的类型,如果需要使用Dog类方法,就需要向下转型
//所以反序列化必须将所需要的资源类放在可以引用的地方(假设ObjectInputStream_.java和ObjectOutputStream_.java
//不在一个包内,反序列化的时候,Dog类必须能被ObjectInputStream_引用到)
//如果Dog类有代码更新,必须将Dog类从新序列化,然后才能够进行反序列化
Object o = ois.readObject();
Dog dog = (Dog) o;
System.out.println(dog);
}
}
使用细节
- 序列化的类中建议添加SerialVersionUID,为了提高版本的兼容性
- 序列化对象时,默认将里面所有属性都进行序列化,但除了static或transient修饰的成员
- 序列化对象时, 要求里面属性的类型也需要实现Serializable接口(如果类的属性的类型是另外一个类,此类也必须实现Serializable接口)
- 序列化具备可继承性,也就是如果某类已经实现了序列化,则它的所有子类也已经默认实现了序列化;
- 反序列化时的读取数据的顺序必须和序列化时写入数据的顺序一致。
标准输入输出流
对于任意实现了Formattable接口的对象都将调用formatTo方法;否则将调用toString方法,它可以将对象转换为字符串。
可以使用静态的String.format方法创建一个格式化的字符串,而不打印输出:
String message = String.format("Hello,%s. Next year, you'll be %d", name, age);
要想对文件进行读取,就需要一个用File对象构造一个Scanner对象,如下所示:
Scanner in = new Scanner(Paths.get("myfile.txt"),"UTF-8");
如果文件名中包含反斜杠符号,就要记住在每个反斜杠之前再加一个额外的反斜杠:"c:\\mydirectory\\myfile.txt"。
static Path get(String pathname) 根据给定的路径名构造一个Path。
然后,就可以利用Scanner对象方法对文件进行读取。
要想写入文件,就需要构造一个PrintWriter对象。在构造器中,只需要提供文件名:
PrintWriter out = new PrintWriter("myfile.txt","UTF-8");
如果文件不存在,创建该文件。可以像输出到System.out一样使用print、println 以及printf命令。
如果用一个不存在的文件构造一个Scanner,或者用一个不能被创建的文件名构造一个PrintWriter,
那么就会发生异常。Java编译器认为这些异常比"被零除"异常更严重。
java
public class InputAndOutStream_ {
public static void main(String[] args) {
// System类的 public final static InputStream in = null;
// system.in 编译类型 InputStream
// System.in 运行类型 BufferedInputStream
System.out.println(System.in.getClass()); //class java.io.BufferedInputStream
//System 类的 public final static PrintStream out = null;
//system.out 编译类型 PrintStream
//system.out 运行时类型 PrintStream
System.out.println(System.out.getClass()); //class java.io.PrintStream
}
}
打印流
打印流只有输出流没有输入流
PrintStream

java
public class PrintStream_ {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//直接用法
try(PrintStream out = System.out){
//在默认情况下,PrintStream输出数据的位置是标准输出,即显示器
out.print("hello, xxxx");
out.println("hello, ssss");
//因为print底层使用的是write ,所以可以直接调用write进行打印/输出
out.write("旺财就知道吃".getBytes());
}
//我们可以去修改打印流输出的位置/设备
// 1.输出修改成到"e: \\f1.txt"
// 2."hello,light"就会输出到e:\\f1.txt
// 3. public static void setOut(PrintStream out){
// checkIO();
// setOut0(out); native修饰的方法,修改了out
// }
System.setOut(new PrintStream( "f:\\f1.txt"));
System.out.println("hello,light");
}
}
PrintWriter

java
PrintWriter printWriter = new PrintWriter(new FileWriter("e:\\f2.txt"));
printWriter.print( "hi,北京你好~");
printWriter.close(); //如果没有关闭文件,数据就不会写入文件。
InputStreamReader 和 OutputStreamWriter
转换流用于在字节流和字符流之间桥接,并可指定字符集
为什么要有转换流?
因为当读取文件数据时,由于我们idea设置的编码是UTF-8编码,默认会按照UTF-8编码解析。如果文件的编码不是UTF-8时,读入的时候会出现乱码问题。
java
@Test
public void noTransform() throws IOException {
//读取f:\\la.txt文件到程序 a.txt编码不是UTF-8编码
String filePath = "f:\\a.txt";
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
String s = br.readLine();
System.out.println("读取到的内容:" + s);
br.close(); //读取到的内容:��ã�hello
}
类图

public InputStreamReader(InputStream in, Charset cs) { ... }这个构造器在读入字节转入字符时候可以指定编码。

public OutputStreamWriter(OutputStream out, Charset cs) { ... }这个构造器在输出字节转入字符时候可以指定保存文件的编码。
当处理纯文本数据时,如果使用字符流效率更高,并且可以有效解决中文问题,所以建议将字节流转换成字符流。可以在使用时指定编码格式(比如utf-8,gbk , gb2312, ISO8859-1等)
java
@Test
public void transform() throws IOException {
String filePath = "f:\\a.txt";
try(InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(filePath), StandardCharsets.GBK);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);){
String s = br.readLine();
System.out.println("读取到的内容:" + s);
}
}
Properties
properties是专门用于读写配置文件的集合类。
配置文件的格式必须要求是:键=值。建值对不需要有空格,值不需要用引号一起来。默认类型是String
类图

常用方法
load: 加载配置文件的键值对到Properties对象
list:将数据显示到指定设备
getProperty(key):根据键获取值
setProperty(key,value):设置键值对到Properties对象,没有的话相当于创建
store:将Properties中的键值对存储到配置文件,在idea中,保存信息到配置文件,如果含有中文,文件中会存储为unicode码
java
@Test
public void saveFile() throws IOException {
Properties properties = new Properties();
//如果该文件没有key就是创建,如果该文件有key ,就是修改
properties.setProperty("charset", "utf8");
properties.setProperty("user", "小明");
properties.setProperty("passwd", "admin888");
//第一个参数是writer对象,第二个参数是注释
properties.store(new FileWriter("src\\mysql1.properties"), null);
System.out.println("保存成功");
}
@Test
public void readFile() throws IOException {
String path = "./src/mysql.properties";
Properties properties = new Properties();
//加载
properties.load(new FileReader(path));
properties.list(System.out);
//获取某个键值
String user = properties.getProperty("user", "root");
String passwd = properties.getProperty("passwd", "123456");
String ip = properties.getProperty("ip");
System.out.println(user);
System.out.println(passwd);
System.out.println(ip);
}
其他常用流
DataInputStream/DataOutputStreamRandomAccessFileFileChannelByteArrayInputStream/ByteArrayOutputStreamCharArrayReader/CharArrayWriterSequenceInputStreamPipedInputStream/PipedOutputStreamFilterInputStream/FilterOutputStream