一、IO流
1.1 概述
ctrl+s ，可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘，可以把一个视频，拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢？键盘、内存、硬盘、外接设备等等。
按照流动的方向，以内存为基准，分为输入input 和输出output ，即流向内存是输入流，流出内存的输出流。
java.io包下的内容，进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据，输出也叫做作写出数据。
1.2 IO流的分类
输入流和输出流。
- 输入流
其他设备上读取到内存中的流。 - 输出流
内存中写出到其他设备上的流。
字节流和字符流。
- 字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。(当传输的资源文件有中文时，就会出现乱码。)
- 字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。(有中文时，使用该流就可以正确传输显示中文。)
节点流和处理流。
- 节点流 ：又称为低级流，特点是：数据源明确，真实负责读写数据的流。
- 处理流 ：又称为高级流，特点是：不能单独存在(没意义)，用来处理其他流，所有高级流都封装了某些特定功能的读写操作，目的是简化我们的读写操作具体的流。
1.3 顶级父类们（IO流的4个抽象基类）
| 输入流 | 输出流 |
字节流 | 字节输入流 InputStream | 字节输出流 OutputStream |
字符流 | 字符输入流 Reader | 字符输出流 Writer |
1.4 IO 流的整体架构图
二、字节流
2.1 一切皆字节
一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时，都是以二进制数字的形式保存，都是一个一个的字节，那么传输时一样如此。所以，字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候，我们要时刻明确，无论使用什么样的流对象，底层传输的始终为二进制数据。
【OutputStream】
java.io.OutputStream抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。
public void close()：关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。public void flush()：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。public void write(byte[] b)：将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。public void write(byte[] b, int off, int len)：从指定的字节数组写入 len字节，从偏移量 off开始输出到此输出流。public abstract void write(int b)：将指定的字节写入此文件输出流。
小贴士：close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。
FileOutputStream类
java.io.FileOutputStream类是文件字节输出流，是OutputStream的子类，用于将数据写出到文件。
构造方法
public FileOutputStream(File file)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。public FileOutputStream(String name)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。
小贴士：当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有这个文件，会创建该文件。如果有这个文件，会清空这个文件的数据。
那么每次创建流对象，都会清空目标文件中的数据，这显然会影响文件数据。所以保留文件中的数据，做到新数据的追加至关重要。
如下实现数据追加续写？请看下面两个构造方法。
public FileOutputStream(File file, boolean append)： 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。public FileOutputStream(String name, boolean append)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。
小贴士：这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，
truefalse表示清空原有数据。这样创建的输出流对象，就可以指定是否追加续写了。
案例：写出换行
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class FOSWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象，不追加续写
File file = new File("fos.txt");
//System.out.println(file.getAbsolutePath());
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file, false);
// 定义字节数组
byte[] words = {97,98,99,100,101};
// 遍历数组
for (int i = 0; i < words.length; i++) {
// 写出一个字节
fos.write(words[i]);
// 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
fos.write("\r\n".getBytes());
}
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果：
a
b
c
d
e
- 回车符
\r和换行符\n：
- 回车符：回到一行的开头（return）。
- 换行符：下一行（newline）。
- 系统中的换行：
- Windows系统里，每行结尾是
回车+换行\r\n；- Unix系统里，每行结尾只有
换行\n；- Mac系统里，每行结尾是
回车\r。从 Mac OS X开始与Linux统一。
字节输入流【InputStream】
java.io.InputStream抽象类是表示字节输入流的所有类的超类，可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。
public void close()：关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。public abstract int read()： 从输入流读取数据的下一个字节。public int read(byte[] b)： 从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中 。- public int available()：返回字节数估计值的缓冲区长度（慎用，如果字节数过大，会导致内存溢出）
小贴士：close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。
FileInputStream类
java.io.FileInputStream类是文件输入流，是InputStream的子类，从文件中读取字节。
构造方法
FileInputStream(File file)： 通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的 File对象 file命名。FileInputStream(String name)： 通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的路径名 name命名。
小贴士：当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有该文件，会抛出
FileNotFoundException。
案例：读取字节数据
按单个字节读取：
read方法，每次可以读取一个字节的数据，提升为int类型，读取到文件末尾，读到系统结束标识，返回-1。
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream("fos.txt");
// 定义变量，保存数据
int b ;
// 循环读取
while ((b = fis.read()) != -1) {
System.out.println((char)b);
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果：
a
b
c
d
e使用指定大小的字节数组读取：
read(byte[] b)，每次读取b的长度个字节到数组中，返回读取到的有效字节个数，读取到末尾时，读到系统结束标识，返回-1。
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象.
FileInputStream fis = new FileInputStream("fos.txt"); // 文件中为abcde
// 定义变量，作为有效个数
int len ;
// 定义字节数组，作为装字节数据的容器
byte[] b = new byte[2];
// 循环读取
while (( len = fis.read(b)) != -1) {
// 每次读取后,把数组变成字符串打印
System.out.println(new String(b));
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果：
ab
cd
ed错误数据d，是由于最后一次读取时，只读取一个字节e，数组中，上次读取的数据没有被完全替换，所以要通过len ，获取有效的字节。
优化如下：
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象.
FileInputStream fis = new FileInputStream("fos.txt"); // 文件中为abcde
// 定义变量，作为有效个数
int len ;
// 定义字节数组，作为装字节数据的容器
byte[] b = new byte[2];
// 循环读取
while (( len = fis.read(b))!=-1) {
// 每次读取后,把数组的有效字节部分，变成字符串打印
System.out.println(new String(b, 0, len));// len 每次读取的有效字节个数
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果：
ab
cd
e以上两种读取字节的方式，字节数组的读取方式更优，因为使用数组读取，每次读取多个字节，减少了系统间的IO操作次数，从而提高了读写的效率。
小贴士：
流的关闭原则：先开后关，后开先关。
使用文件大小的字节数组读取：
readAllBytes()，一次性读取，读取到末尾时，读到系统结束标识，返回-1。(文件不宜过大，java9提供)
为了解决码表不同导致乱码问题，java在流技术上就基于字节流产生了字符流，字符流可以在内部融合编码表，也就是对于读到的字节数据，我们可以指定编码表。
三、字符流
当使用字节流读取文本文件时，可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时，可能不会显示完整的字符，那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。
所以Java提供一些字符流类，以字符为单位读写数据，专门用于处理文本文件。
3.1 字符输入流【Reader】
java.io.Reader抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类，可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。
public void close()：关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。public int read()： 从输入流读取一个字符。public int read(char[] cbuf)： 从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中 。
3.1.1 FileReader类
java.io.FileReader类是读取字符文件的便利类，是Reader的子孙类。构造时使用系统默认字符编码和默认字节缓冲区。
小贴士：
- 字符编码：字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。
- 字节缓冲区：一个字节数组，用来临时存储字节数据。
构造方法
FileReader(File file)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的File对象。FileReader(String fileName)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的文件的名称。
当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。
案例：读取字符数据
读取字符：
read方法，每次可以读取一个字符的数据，提升为int类型，读取到文件末尾，读到系统结束标识，返回-1，循环读取。
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class FRRead {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("read.txt");
// 定义变量，保存数据
int b ;
// 循环读取
while ((b = fr.read()) != -1) {
System.out.println((char)b);
}
// 关闭资源
fr.close();
}
}
输出结果：
你
好
啊使用字符数组读取：
read(char[] cbuf)，每次读取b个长度字符到数组中，返回读取的有效字符个数，读取到末尾时，读到系统结束标识，返回-1。
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("read.txt");
// 定义变量，保存有效字符个数
int len ;
// 定义字符数组，作为装字符数据的容器
char[] cbuf = new char[2];
// 循环读取
while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
System.out.println(new String(cbuf, 0, len));
}
// 关闭资源
fr.close();
}
}
输出结果：
你好
啊字符输出流【Writer】
java.io.Writer抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类，将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。
void write(int c)：写入单个字符。void write(char[] cbuf)：写入字符数组。abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)：写入字符数组的某一部分,off开始索引,len字符个数。void write(String str)：写入字符串。void write(String str, int off, int len)：写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。void flush()：刷新该流的缓冲。void close()：关闭此流，但要先刷新它。
3.2.1 FileWriter类
java.io.FileWriter类是写出字符到文件的便利类，是Writer的子孙类。构造时使用系统默认字符编码和默认字节缓冲区。
构造方法
FileWriter(File file)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。FileWriter(String fileName)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。
当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream。
案例：写出数据
写出字符：
write(int b)方法，每次可以写出一个字符数据。
public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 写出数据
fw.write(97); // 写出第1个字符
fw.write('b'); // 写出第2个字符
fw.write('C'); // 写出第3个字符
fw.write(30000); // 写出第4个字符，中文编码表中30000对应一个汉字。
/*
【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。
如果不关闭,数据只是保存到缓冲区，并未保存到文件。
*/
fw.close();
}
}
输出结果：abC田小贴士：
- 虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字符的信息写出。
- 未调用close方法，数据只是保存到了缓冲区，并未写出到文件中。
写出字符数组
write(char[] cbuf)write(char[] cbuf, int off, int len)，每次可以写出字符数组中的数据，用法类似FileOutputStream。
public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 字符串转换为字节数组
char[] chars = "你好啊老铁".toCharArray();
// 写出字符数组
fw.write(chars); // 你好啊老铁
// 写出从索引2开始，2个字节。索引2是'啊'，两个字节，也就是'啊老'。
fw.write(b,2,2); // 啊老
// 关闭资源
fos.close();
}
}写出字符串：
write(String str)write(String str, int off, int len)，每次可以写出字符串中的数据，更为方便。
public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 字符串
String msg = "你好啊老铁";
// 写出字符数组
fw.write(msg); //你好啊老铁
// 写出从索引2开始，2个字节。索引2是'程'，两个字节，也就是'啊老'。
fw.write(msg,2,2); // 啊老
// 关闭资源
fos.close();
}
}续写和换行：操作类似于FileOutputStream。
public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt", true);
// 写出字符串
fw.write("你好啊");
// 写出换行
fw.write("\r\n");
// 写出字符串
fw.write("老铁");
// 关闭资源
fw.close();
}
}
输出结果:
你好啊
老铁- 字符流，只能操作纯文本文件类型，不能操作图片，视频等非文本文件。当我们单纯读或者写文本文件时，使用字符流，其他情况使用字节流。
- 字节流在操作时本身不会用到缓冲区(内存)，是文件本身直接操作的；而字符流在操作时使用缓冲区，通过缓冲区再操作文件。
因为内置缓冲区的原因，如果不关闭输出流，无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象，是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据，又想继续使用流，就需要
flush方法了。
flush：刷新缓冲区，流对象可以继续使用。close：先刷新缓冲区，然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。
四、IO异常处理
JDK7前IO异常处理
try...catch...finally 代码块，处理IO异常亦是如此，手动close关闭流。
如下代码：
public class HandleException {
public static void main(String[] args) {
// 声明变量
FileWriter fw = null;
try {
//创建流对象
fw = new FileWriter("fw.txt");
// 写出数据
fw.write("你好啊老铁");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (fw != null) {
fw.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}JDK7的IO异常处理
JDK7优化后的try-with-resource 语句，该语句确保了每个资源在语句结束时关闭。所谓的资源（resource）是指在程序完成后，必须关闭的对象。
格式：
try (创建流对象语句，如果多个,使用';'隔开) {
// 读写数据
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
如下代码：
public class HandleException {
public static void main(String[] args) {
// 创建流对象
try ( FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); ) {
// 写出数据
fw.write("你好啊老铁");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}JDK9的改进IO异常处理
JDK9中try-with-resource引入对象的方式，更加简洁。被引入的对象，同样可以自动关闭，无需手动close。
格式：
// 被final修饰的对象
final Resource resource1 = new Resource("resource1");
// 普通对象
Resource resource2 = new Resource("resource2");// 引入方式：直接引入
try (resource1; resource2) {
// 使用对象
}
如下代码：
public class TryDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建流对象
final FileReader fr = new FileReader("in.txt");
FileWriter fw = new FileWriter("out.txt");
// 引入到try中
try (fr; fw) {
// 定义变量
int b;
// 读取数据
while ((b = fr.read())!=-1) {
// 写出数据
fw.write(b);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
