【java基础】IO流是啥？有啥用？（上）

今天我们说说java代码中对文件的操作，比如新建删除文件，读取文件内容等。

File类

File类用于操作文件和目录，可对文件或目录进行新建，删除和重命名等操作。但是如果要访问文件内容本身，就需要用到IO流了。

（1）访问文件和目录方法

public class FileTest{public static void main(String[] args) throws IOException{//以当前路径来创建一个File对象File file=new File("a");//在当前路径下创建一个临时文件File temFile=File.createTempFile("aaa",".txt",file);//获取文件名file.getName();//获取绝对路径file.getAbsoluteFile();//判断文件是否存在tmpFile.exists();//指定当jvm退出时删除该文件tmpFile.deleteOnExit();//使用list()方法列出当前路径下的所有文件和路径String[] fileList=file.list();for(String filename:fileList ){System.out.println(fileName);}}
}

（2）文件过滤器

File file=new File("a");
//使用目标类型为FilenameFileter的Lambda表达式实现文件过滤
//如果文件名以.java 结尾，或者文件对应一个路劲，则返回true
String[] nameList=file.list((dir,name)->name.endsWith(".java") || new File(name).isDirectory() );
for(String name:nameList){System.out.println(name);
}

IO流

IO流是用来实现数据的输入/输出操作。使用输入机制，允许程序读取外部数据和用户输入数据，比如来自磁盘、光盘等存储设备的数据。使用输出机制，允许程序记录运行状态，将程序数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。
IO流按不同的分类方式，可以分为输入流和输出流、字节流和字符流、节点流和处理流。下面对其进行分别介绍。

（1）输入流、输出流（按流向不同）

这里的输入输出是从程序运行所在内存的角度来说的。举个例子来说，数据从服务器通过网络流向客户端。那服务器的内存负责将数据输出到网络，因此服务器的程序使用的是输出流。同理，客户端使用的是输入流。

（2）字节流、字符流（按操作的数据单元不同）

字节流和字符流的用法几乎一样，只是操作的数据单元不同，字节流操作的数据单元是字节（8位），字符流操作的数据单元是字符（16位）。
类比到现实，你买水果是几个几个的买，小明买水果是几箱几箱的买。东西是一样的东西，只是操作的数据单元不同，一个是“个”，一个是“箱”。

	字节流	字符流
输入流	InputStream	Reader
输出流	OutputStream	Writer

使用举例：

1、以字节为单位，对数据进行读取。用的是InputStream类。

public class FileInputStreamTest{public static void main(String[] args) throws IOException{//创建字节输入流FileInputStream fis=new FileInputStream("a.java");byte[] b=new byte[1024];int hasRead=0;while((hasRead=fis.read(bbuf))>0){//取出字节，将字节数组转换为字符串输入System.out.print(new String(bbuf,0,hasRead));}//关闭输入流fis.close();}
}

值得一提的是，如果改为以字符为单位，只需把FileInputStream改为FileReader，然后定义数组时不同，其余的几乎不变。

2、以字符为单位，对数据进行写入。用的是Writer类。

//在当前目录下输出一个jinse.txt文件
public class FileInputWriterTest{public static void main(String[] args){try(FileWriter fw=new FileWriter("jinse.txt");){fw.write("锦瑟-李商隐\r\n");fw.write("锦瑟无端五十弦，一弦一柱思华年。\r\n");fw.write("庄生晓梦迷蝴蝶，望帝春心托杜鹃。\r\n");fw.write("沧海月明珠有泪，蓝田日暖玉生烟。\r\n");fw.write("此情可待成追忆？只是当时已惘然。\r\n");}catch(IOException ioe){ioe.printStackTrace();}}
}

同样，如果改为字符，修改的主要部分是将Writer改为OutputStream。如此，和本部分开头的表不谋而合了。

（3）节点流、处理流（按角色不同）

节点流（低级流）：从/向一个特定的IO设备读/写数据的流。
处理流（高级流）：对一个已经存在的流进行连接或封装，通过封装后的流来实现数据读/写功能。
处理流的好处是包了一层，所以处理起来更方便。只要使用相同的处理流，程序就可以采用完全相同的输入/输出代码来访问不同的数据源。下面演示其用法：

//使用PrintStream处理流来包装OutputStreamtry(FileOutputStream fos=new FileOutputStream("test.txt");PrintStream ps=new PrintStream(fos);){//使用PrintStream执行输出ps.println("普通字符串");//使用PrintStream输出对象ps.println(new PrintStreamTest());}}catch(IOException ioe){ioe.printStackTrace();}

（4）转换流

转换流用于将字节流转换为字符流。
那有没有能将字符流转换为字节流的方法呢？没有。我们知道，字符流比字节流的粒度更大，操作起来更方便。既然已经是操作起来更方便的粒度了，就没必要再拆分成更小的粒度了。
就像你在超市买了一箱奶，直接提回家就好。没有必要再把其拆分成一袋一袋的了。
我们使用InputStreamReader将字节输入流转换成字符输入流，OutputStreamWriter将字节输出流转换为字符输出流。下面举个例子来说明：

public class KeyinTest
{ public static void main(String[] args){try(//将System.in对象转换成Reader对象InputStreamReader reader=new InputStreamReader(System.in);//将普通的Reader包装成BufferedReaderBufferedReader br=new BufferedReader(reader);){String line=null;while((line=br.readLine())!=null){//如果读取的字符串是“exit”，则程序退出if(line.equals("exit")){System.exit(1);}//打印读取的内容System.out.println("输入内容为:"+line);}}catch(IOException ioe){ioe.printStackTrace();}}}

重定向

重定向是什么意思？在默认情况下，程序通过System.in来从键盘获取输入，通过System.out将数据输出到屏幕。通过重定向，我们可以从指定文件获取输入，输出到指定文件中。下面显示一下重定向到文件输出。

 try(//一次性地创建PrintStream输出流PrintStream ps=new PrintStream(new FileOutputStream("out.txt"))){//将标准输出重定向到ps输出流System.setOut(ps);System.out.println("普通字符串");System.out.println(new RedirectOut());}}catch(IOException ex){ex.printStackTrace();}

运行完此代码后，打开系统当前路径下的out.txt文件，即可看到程序中的输出内容。重定向标准输入类似，不再赘述。

随机访问

RandomAccessFile是一个文件内容访问类，可以和IO一样，对文件的内容进行读取和写入。与其不一样的地方在于，RandomAccessFile支持“随机访问”的方式，程序可以直接跳转到文件的任意地方来读写数据。
“随机访问”包括访问指定的中间部分数据、向指定文件后追加内容、向指定位置插入内容等。下面演示使用RandomAccessFile来访问指定的中间部分数据。

//程序从300字节开始读取
try(//创建一个RandomAccessFile对象，并赋予只读的权限RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile("test.java","r")){//获取RandomAccessFile对象文件指针的位置，初始值为0raf.getFilePointer();//移动raf的文件记录指针的位置raf.seek(300);byte[] bbuf=new byte[1024];//用于保存实际读取的字节数int hasRead=0;while((hasRead=raf.read(bbuf))>0){System.out.println(new String(bbuf,0,hasRead));}}catch(IOException ex){ex.printStackTrace();}

小结

不知读者是否对try…catch结构了解，我们将资源放到try块里，当try块完成后，会自动对资源进行关闭。如果不使用此模块，可在try…catch…finally结构里，将**.close()放到finally块里，对资源进行关闭。
资源可以包括IO流资源，数据库连接关闭资源等。具体可参考【java基础】异常处理是啥？有啥用？

try(……){……}}catch(IOException ex){ex.printStackTrace();}

在本文中，我们对IO流的概念和使用进行了总结，下篇将对序列化/反序列化和NIO进行总结。