【疯狂Java讲义】Java学习记录（IO流）

IO流

IO：Input / Output

完成输入 / 输出

应用程序运行时——数据在内存中                        ←→                把数据写入硬盘（磁带）

                                内存中的数据不可持久保存

输入：从外部存储器（硬盘、磁带、U盘）把数据读入内存中。

输出：从内存中把数据写入外部存储器（硬盘、磁带、U盘）中，这样就可以保证，即使程序退出了，数据依然不会丢失。

File —— 代表磁盘上的文件或目录

listRoot：列出磁盘上所有的根目录

exists：判断是否存在

mkdir：创建目录

listFiles（）：列出当前目录下所有的文件和子目录

listFiles（FileFilter filter）：列出当前目录下符合指定条件的文件和子目录

listFiles（FilenameFilter filter）

列出某个磁盘所有的文件——递归

import java.io.File;public class ListE {public static void main(String[] args) {// 创建一个File，它代表了E盘File e = new File("e:/Program Files");List(e);}public static void List(File dir) {System.out.println(dir + "目录下包含的文件和子目录有：");// 该方法返回当前目录所包含的所有文件和子目录File[] files = dir.listFiles();for (File file : files) {System.out.println("	" + file);// 如果file是目录，继续列出该目录下所有文件if (file.isDirectory()) {List(file);}}}
}

 列出某个磁盘所有的.txt文件——递归

import java.io.*;public class FileFilterTest {public static void main(String[] args) {File e = new File("e:/");// 返回当前目录所包含的所有*.txt文件，此时就需要对文件进行过滤File[] files = e.listFiles(new FileFilter() {// pathname就代表正在处理的文件，如果该方法返回true，意味着该文件就被保留，否则该方法将会被过滤掉@Override// 没有比IOExcepiton更小的，所以只能用try catchpublic boolean accept(File pathname) {// 说明文件名以.txt结尾try {if (pathname.getCanonicalPath().endsWith("txt")) {return true;}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return false;}});for (File file : files) {System.out.println(file);}}
}

File的特征：只能访问磁盘上的文件和目录，它无法访问文件内容。

如果要访问文件的内容，必须使用IO流。

流的分类

1、按流的方向来分（从程序所在内存的角度来看）

（1）输入流

把外部输入读入当前程序所在内存

（2）输出流

把当前程序所在内存的数据输出到外部

2、按流处理的数据来分

（1）字节流

处理数据单位是字节（8bit），适应性广、功能强大

（2）字符流

处理的数据单元是字符。通常来说它主要用于处理文本文件

在处理文本文件时，比字节流方便

3、按流的角色来分

（1）节点流

直接和一个IO的物理节点（磁盘上的文件、网络）关联

（2）包装流（处理流 / 过滤流）

以节点为基础，包装之后得到的流

都继承了FilterXxx等基类

流的概念模型

输入流中的数据单元放入应用程序；应用程序中的数据单元放入输出流。

缓冲流

外部存储器的速度比内存的速度慢，外部存储器的读写与内存的读写并不同步

——通过缓冲就可以解决这种不同步

反正你把流用完了，

- 别忘记调用flush方法（把缓冲中的内容刷入实际的节点）

             调用close()也可——系统会在关闭之前，自动刷缓冲

IO流一共涉及40多个类

字节流字符流
节点流InputStreamOutputStreamReaderWriter抽象
FileInputStreamFileOutputStreamFileReaderFileWriter访问文件
ByteArrayInputStreamByteArrayOutputStreamCharArrayReaderCharArrayWriter数组
PipedInputStreamPipedOutputStreamPipedReaderPipedWriter访问管道
StringReaderStringWriter访问字符串
缓冲流BufferedInputStreamBufferedOutputStreamBufferedReaderBufferedWriter缓冲
FilterInputStreamFilterOutputStreamFilterReaderFilterWriter抽象
PrintStreamPrintWriter打印
InputStreamReaderOutputStreamWriter转换
DataInputStreamDataOutputStream特殊

所有以InputStream结尾的都是字节输入流

所有以OutputStream结尾的都是字节输出流

所有以Reader结尾的都是字符输入流

所有以Writer结尾的都是字符输出流

1、FileInputStream 

import java.io.*;
public class FileInputStreamTest {public static void main(String[] args) throws IOException {// 创建输入流，相当于得到一根有水的水管FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\Program Files\\eclipse-java-2023-06-R-win32-x86_64\\workplace\\day\\src\\day13\\FileInputStreamTest.java");// System.out.print((char)fis.read());// 该方法每次只读一个字节/** 为了把fis中水滴全部“取出”内存，有两个做法：* 1、用大桶* 2、用循环*/byte[] buff = new byte[64]; // 我的水桶可以装64个“水滴”int hasRead = -1;//hasRead = fis.read(buff);// 用“桶”从fis（水管）中取水while((hasRead = fis.read(buff)) > 0) {// 上一次读取了几个字节，此处就输出几个字节System.out.println(new String(buff, 0 ,hasRead));}}
}

运行结果： 

 2、FileOutputStream

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;public class FileOutputStreamTest {public static void main(String[] args) {FileOutputStream fos = null;try {// 得到输出流，相当于得到一个没有水滴的水管fos = new FileOutputStream("abc.txt");fos.write(97); // 每次输出"一个字节“fos.write(98);fos.write(99);fos.write(100);fos.write(101);fos.write("自由、民主的普世价值观～".getBytes());} catch (IOException ex) {ex.printStackTrace();} finally {try {fos.close();} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}

运行结果： 

复制文本文件

import java.io.*;
public class CopyTest {public static void main(String[] args) {// JDK 7提供了自动关闭资源的try语句try (// 创建输入流，得到一个有水滴的水管FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\Program Files\\eclipse-java-2023-06-R-win32-x86_64\\workplace\\day\\src\\day13\\CopyTest.java");// 创建输出流，得到一个空水管FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\Program Files\\eclipse-java-2023-06-R-win32-x86_64\\workplace\\day\\src\\day13\\test.txt"); ){int hasRead = -1;byte[] buff = new byte[128];// 从fis里读取水滴，放入buff中while((hasRead = fis.read(buff)) > 0) {// 将buff中水滴写入fos，hasRead用于控制：读了多少，就写多少fos.write(buff, 0, hasRead);}} catch (IOException ex) {ex.printStackTrace();}}
}

运行结果： 

节点流直接与IO节点关联

——IO节点有很多：键盘、网络、文件、磁带……

过滤流：建立在节点流的基础之上

        过滤流的好处：

        ——消除底层节点之间的差异

        ——使用过滤流的方法执行IO更加便捷

                FileOutputStream →PrintStream

                              FileWriter→PrintWriter

                         如果已经知道要读的内容是字符内容，就可按如下方式转换：

                         InputStream→InputStreamReader→BufferedReader

1、 FileOutputStream →PrintStream

import java.io.*;public class PrintStreamTest {public static void main(String[] args) {try (// 创建节点流，节点流使用不方便FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\Program Files\\eclipse-java-2023-06-R-win32-x86_64\\workplace\\day\\src\\day13\\my.txt"); // 把节点流包装成过滤流：消除节点流的差异，而且PrintStream的方法更加方便PrintStream ps = new PrintStream(fos);		){ps.println("我想");ps.println("我想早");ps.println("我想早点");} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();} }
}

运行结果： 

3、DataInputStream与DataOutputStream

它们是两个特殊的流——它们是过滤流（建立在已有IO的基础之上）

——它们只要增加一些特定的方法来读取特定的数据。

import java.io.*;
public class DataOutputStreamTest {public static void main(String[] args) {try (// 创建节点流——与磁盘上的文件关联FileOutputStream fos = new FileOutputStream("price.txt");// 创建过滤流，过滤流建立在节点流的基础上DataOutputStream dos = new DataOutputStream(fos);){dos.writeDouble(3.4);dos.writeDouble(5.23);dos.writeDouble(4.34);dos.writeDouble(5.12);} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}	}
}

运行结果：

import java.io.*;
public class DataInputStreamTest {public static void main(String[] args) {try (// 先创建节点流，与指定物理节点（文件）建立读写FileInputStream fis = new FileInputStream("price.txt");// 以节点流来创建过滤流DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);){System.out.println(dis.readDouble());System.out.println(dis.readDouble());System.out.println(dis.readDouble());} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}
}

运行结果：

重定向标准输入输出

System.in——标准输入。通常代表键盘。

System.out——标准输出。通常代表屏幕。

System.setOut() ——可以将标准输出重定向另一个输出流。

import java.io.*;
public class SetOutTest {public static void main(String[] args) throws Exception{// 可以将标准输出重定向到指定的输出流System.setOut(new PrintStream("out.txt"));System.out.println("ABC");System.out.println("ABC");System.out.println("ABC");System.out.println("ABC");}
}

运行结果：输出的内容重定向到out.txt文本文件中 

System.setIn() ——可以将标准输出重定向另一个输入流。

import java.io.*;
public class RedirectKeyIn {public static void main(String[] args) throws Exception {// 将标准输入重定向到RedirectKeyIn.javaSystem.setIn(new FileInputStream("RedirectKeyIn.java"));//System.in，它是一个节点流，一般关联着物理键盘//直接用System.In(InputStream——节点、字节、输入流）可以读取键盘输入//缺点是：太繁琐、而且效率相当低下//System.out.println(System.in.read());InputStreamReader reader = new InputStreamReader(System.in);BufferedReader br = new BufferedReader(reader);String line = null;// 控制BufferedReader每次读取一行while ((line = br.readLine()) != null) {System.out.println(line);}}
}

运行结果：

Java虚拟机读取其他进程的数据 

Java如何启动其他进程：Runtime实例.exec()

该方法的返回值是一个Process对象

Process——代表一个进程。

                    进程就是运行中的应用程序。

import java.io.*;
public class ReadFromProcess {public static void main(String[] args) throws Exception{Runtime runtime = Runtime.getRuntime();// 启动javac应用程序，返回该应用程序对应的进程
//		Process proc = runtime.exec("javac.exe -encoding UTF8 -d . ReadFromProcess.java");Process proc = runtime.exec("javac.exe -encoding UTF8 -d . ReadFromProcess");// 要得到javac应用程序输出的内容，此处应该用输入流？还是输出流？// 对于javac来说，是输出；但对于我们应用程序来说，用输入流InputStreamReader reader = new InputStreamReader(proc.getErrorStream());BufferedReader br = new BufferedReader(reader);String line = null;StringBuilder sb = new StringBuilder();// 控制BufferedReader每次读取一行while ((line = br.readLine()) != null) {//System.out.println(line);sb.append(line);}// 如果有错误输出if (sb.toString().length() > 0) {System.out.println("编译出错，错误信息如下----");// 输出错误提示System.out.println(sb);} else {System.out.println("成功完成----");}}
}

上面为“编译出错”的代码，下面为“成功完成”的代码 

RandomAccessFile——随意（任意）访问文件

Random——想访问文件的哪个点，就访问文件的哪个点（任意）

RandomAccessFile实现了Closeable接口，所以可以使用自动关闭资源的try语句。

特征

1、既可读、又可写、还可追加。相当于InputStream与OutputStream合体。

      RandomAccessFile它不会覆盖原有的文件内容。

2、只能访问文件！这就是它的局限性。

import java.io.*;
public class RandomAccessFileTest {public static void main(String[] args) {try (// 使用RadomAccessFile创建一个只读的输入流RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("RandomAccessFileTest.java", "r");){byte[] buff = new byte[1024];int hasRead = -1;while ((hasRead = raf.read(buff)) > 0) {System.out.println(new String(buff, 0, hasRead));}} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}
}

创建RandomAccessFile，需要指定读（r）、写（rw）模式

体现它的“random【任意】”性的方法

seek(long pos)——用于把记录指针移动到任意位置，想访问哪个点就访问哪个点。

一开始，它的记录指针位于文件的开始位置。

使用RandomAccessFile来追加文件内容

1、把记录指针移动到最后

2、执行输出即可

import java.io.RandomAccessFile;public class AppendTest {public static void main(String[] args) {try (// 使用RadomAccessFile创建一个只读的输入流RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("AppendTest.java", "rw");){// 把记录指针移动到文件的最后raf.seek(raf.length());raf.write("//做人好累".getBytes());	} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}
}

使用RandomAccessFile来插入文件内容

1、把记录指针移动到指定位置

2、从当前位置到文件结尾的内容，先读取，并保存

3、输出要插入的内容

序列化

Java对象（内存）->二进制流

目的

1、在有些时候，需要把对象存储到外部存储器中持久化保存。

2、在有些时候，需要把对象通过网络传输。

可序列化的对象

Java要求序列化的类实现下面任意两个接口

1、Serializable：接口只是一个标记性的接口，实现该接口无需实现任何方法

2、Externalizable：实现该接口要实现方法。

序列化的IO流

  ObjectInputStream——负责从二进制流“恢复”对象。readObject

ObjectOutputStream——负责把对象保存到二进制流中。writeObject

import java.io.*;
class Apple implements Serializable{private String name;private String color;private double weight;public Apple() {super();}public Apple(String name, String color, double weight) {super();this.name = name;this.color = color;this.weight = weight;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public String getColor() {return color;}public void setColor(String color) {this.color = color;}public double getWeight() {return weight;}public void setWeight(double weight) {this.weight = weight;}public String toString() {return "Apple[name=" + name +",color=" + color+ ",weight=" + weight + "]";}
}public class WriteObject {public static void main(String[] args) {Apple ap = new Apple("红富士", "红色", 3.4);System.out.println(ap);// 当程序结束时，虚拟机退出，内存中的Apple对象就被销毁了try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("app.bin"));) {oos.writeObject(ap); //把ap对象写入app.bin文件中}catch (Exception ex) {// TODO: handle exception}}
}

import java.io.*;
public class ReadObject {public static void main(String[] args) {try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("app.bin"));){Apple ap = (Apple)ois.readObject();System.out.println(ap);}catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}
}

序列化机制

总结

Java传统IO的基本体系

字节输入流字节输出流字符输入流字符输出流
访问文件InputStreamOutputStreamReaderWriter
访问数组FileXxx
访问管道ByteArrayXxxCharArrayXxx
访问字符串StringXxx
过滤流FilterInputStreamFilterOutputStreamFilterReaderFilterWriter
打印流PrintStreamPrintWriter
转换流InputStreamReaderOutputStreamWriter
特殊流DataInputStreamDataOutputStream
ObjectInputStreamObjectOutputStream

RandomAccessFile

1、它只能访问文件。相当于DataInputStream和DataOutputStream组合

2、任意，由seek(int pos)。

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