文章目录
- 一、IO流概述及作用
- 二、IO流的整体架构
- 2.1 标准输入输出流
- 三、IO流的分类
- 3.1 使用场景
- 四、字节流
- 4.1 字节流写数据
- 4.1.1 异常处理
- 4.2 字节流读数据
- 五、字符流
- 5.1 字符流写数据
- 5.2 字符流读数据
- 六、转换流
- 6.1字符集
- 6.2 字符串中的编码解码问题
- 6.3 字符流中的编码解码(转换)问题
- 七、缓冲流
- 7.1 字符缓冲流
- 八、打印流
- 8.1 字节打印流
- 8.2 字符打印流
- 九、对象序列化
- 9.1 对象序列化流
- 十、Properties集合
- 10.1 Properties作为Map集合的使用
- 10.2 Properties和IO流相结合的方法
一、IO流概述及作用
IO：输入/输出(Input/Output)
流：是一种抽象概念，是对数据传输的总称。也就是说数据在设备间的传输称为流，流的本质是数据传输
IO流就是用来处理设备间数据传输问题的。常见的应用：文件复制；文件上传；文件下载
二、IO流的整体架构
IO流的整体架构图：
2.1 标准输入输出流
System类中有两个静态的成员变量：
public static final InputStream in：标准输入流。通常该流对应于键盘输入或由主机环境或用户指定的另一个输入源示例代码：
public static void main(String[] args) {
//public static final PrintStream out：标准输出流
PrintStream ps = System.out;
//能够方便地打印各种数据值
// ps.print("java");//加ln可以实现自动换行
// ps.print(100);
// ps.println("java");
// ps.println(100);
//System.out的本质是一个字节输出流
System.out.println("hello");
System.out.println(100);
System.out.println();
// System.out.print();
}public static final PrintStream out：标准输出流。通常该流对应于显示输出或由主机环境或用户指定的另一个输出目标示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
//PrintStream(String fileName)：使用指定的文件名创建新的打印流
PrintStream ps = new PrintStream("myOtherStream\\ps.txt");
//写数据
//字节输出流有的方法
// ps.write(97);
//使用特有方法写数据
// ps.print(97);
// ps.println();
// ps.print(98);
ps.println(97);
ps.println(98);
//释放资源
ps.close();
}📍注意：println()内可以没有参数，而print()内必须有参数
三、IO流的分类
3.1 使用场景
- 如果操作的是纯文本文件，优先使用字符流
- 如果操作的是图片、视频、音频等二进制文件。优先使用字节流
- 如果不确定文件类型，优先使用字节流。字节流是万能的流
四、字节流
字节流抽象基类
- InputStream：这个抽象类是表示字节输入流的所有类的超类
- OutputStream：这个抽象类是表示字节输出流的所有类的超类
- 子类名特点：子类名称都是以其父类名作为子类名的后缀
4.1 字节流写数据
- 字节输出流
- FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入文件
方法 | 描述 |
void write(int b) | 将指定的字节写入此文件输出流 一次写一个字节数据 |
void write(byte[] b) | 将 b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流 一次写一个字节数组数据 |
void write(byte[] b, int off, int len) | 将 len字节从指定的字节数组开始，从偏移量off开始写入此文件输出流 一次写一个字节数组的部分数据 |
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
//FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入文件
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt");
//new File(name)
// FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("myByteStream\\fos.txt"));
//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
// File file = new File("myByteStream\\fos.txt");
// FileOutputStream fos2 = new FileOutputStream(file);
// FileOutputStream fos2 = new FileOutputStream(new File("myByteStream\\fos.txt"));
//void write(int b)：将指定的字节写入此文件输出流
// fos.write(97);
// fos.write(98);
// fos.write(99);
// fos.write(100);
// fos.write(101);
// void write(byte[] b)：将 b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流
// byte[] bys = {97, 98, 99, 100, 101};
//byte[] getBytes()：返回字符串对应的字节数组
byte[] bys = "abcde".getBytes();
// fos.write(bys);
//void write(byte[] b, int off, int len)：将 len字节从指定的字节数组开始，从偏移量off开始写入此文件输出流
// fos.write(bys,0,bys.length);
fos.write(bys,1,3);
//释放资源
fos.close();
}问题❓：
1、字节流写数据如何实现换行？
- windows:\r\n
- linux:\n
- mac:\r
2、字节流写数据如何实现追加写入？
- public FileOutputStream(String name,boolean append)
- 创建文件输出流以指定的名称写入文件。如果第二个参数为true ，则字节将写入文件的末尾而不是开头
4.1.1 异常处理
格式：
try{
可能出现异常的代码;
}catch(异常类名 变量名){
异常的处理代码;
}finally{
执行所有清除操作;
}📢被finally控制的语句一定会执行，除非JVM退出
示例代码：
public static void main(String[] args) {
//加入finally来实现释放资源
FileOutputStream fos = null;
try {
fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt");
fos.write("hello".getBytes());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(fos != null) {
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}4.2 字节流读数据
- 字节输入流
- 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
- 字节输入流读取数据的步骤
- 创建字节输入流对象
- 调用字节输入流对象的读数据方法
- 释放资源
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建字节输入流对象
//FileInputStream(String name)
FileInputStream fis = new FileInputStream("myByteStream\\fos.txt");
int by;
/*
fis.read()：读数据
by=fis.read()：把读取到的数据赋值给by
by != -1：判断读取到的数据是否是-1
*/
while ((by=fis.read())!=-1) {
System.out.print((char)by);
}
//释放资源
fis.close();
}归根结底就一张图👇👇：
五、字符流
- 字符流的介绍
由于字节流操作中文不是特别的方便，所以Java就提供字符流
字符流 = 字节流 + 编码表 - 中文的字节存储方式
用字节流复制文本文件时，文本文件也会有中文，但是没有问题，原因是最终底层操作会自动进行字节拼接成中文，如何识别是中文的呢？
答：汉字在存储的时候，无论选择哪种编码存储，第一个字节都是负数
5.1 字符流写数据
方法 | 描述 |
void write(int c) | 写一个字符 |
void write(char[] cbuf) | 写入一个字符数组 |
void write(char[] cbuf, int off, int len) | 写入字符数组的一部分 |
void write(String str) | 写一个字符串 |
void write(String str, int off, int len) | 写一个字符串的一部分 |
刷新和关闭方法：
方法 | 描述 |
flush() | 刷新流，之后还可以继续写数据 |
close() | 关闭流，释放资源，但是在关闭之前会先刷新流。一旦关闭，就不能再写数据 |
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("myCharStream\\osw.txt"));
//void write(int c)：写一个字符
// osw.write(97);
// osw.write(98);
// osw.write(99);
//void writ(char[] cbuf)：写入一个字符数组
char[] chs = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};
// osw.write(chs);
//void write(char[] cbuf, int off, int len)：写入字符数组的一部分
// osw.write(chs, 0, chs.length);
// osw.write(chs, 1, 3);
//void write(String str)：写一个字符串
// osw.write("abcde");
//void write(String str, int off, int len)：写一个字符串的一部分
// osw.write("abcde", 0, "abcde".length());
osw.write("abcde", 1, 3);
//释放资源
osw.close();
}5.2 字符流读数据
方法 | 描述 |
int read() | 一次读一个字符数据 |
int read(char[] cbuf) | 一次读一个字符数组数据 |
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("myCharStream\\ConversionStreamDemo.java"));
//int read()：一次读一个字符数据
// int ch;
// while ((ch=isr.read())!=-1) {
// System.out.print((char)ch);
// }
//int read(char[] cbuf)：一次读一个字符数组数据
char[] chs = new char[1024];
int len;
while ((len = isr.read(chs)) != -1) {
System.out.print(new String(chs, 0, len));
}
//释放资源
isr.close();
}看图👇👇：
六、转换流
6.1字符集
- 什么是字符集
是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。
计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，就需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBXXX字符集、Unicode字符集等。
- 常见的字符集
- ASCII字符集：
lASCII：是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符(回车键、退格、换行键等)和可显示字符(英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号) 。
基本的ASCII字符集，使用7位表示一个字符，共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等
- GBXXX字符集：
GBK：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等
- Unicode字符集：
UTF-8编码：可以用来表示Unicode标准中任意字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用 中，优先采用的编码。互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码
6.2 字符串中的编码解码问题
编码规则：
128个US-ASCII字符，只需一个字节编码
拉丁文等字符，需要二个字节编码
大部分常用字（含中文），使用三个字节编码
其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码相关方法：
方法 | 描述 |
byte[] getBytes() | 使用平台的默认字符集将该 String编码为一系列字节 |
byte[] getBytes(String charsetName) | 使用指定的字符集将该 String编码为一系列字节 |
String(byte[] bytes) | 使用平台的默认字符集解码指定的字节数组来创建字符串 |
String(byte[] bytes, String charsetName) | 通过指定的字符集解码指定的字节数组来创建字符串 |
示例代码：
public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
//定义一个字符串
String s = "中国";
//byte[] bys = s.getBytes(); //[-28, -72, -83, -27, -101, -67]
//byte[] bys = s.getBytes("UTF-8"); //[-28, -72, -83, -27, -101, -67]
byte[] bys = s.getBytes("GBK"); //[-42, -48, -71, -6]
System.out.println(Arrays.toString(bys));
//String ss = new String(bys);
//String ss = new String(bys,"UTF-8");
String ss = new String(bys,"GBK");
System.out.println(ss);
}在编程过程中可能会出现乱码，出现乱码有以下原因：
- 编码过程和解码过程使用的编码方式不一致
- 编码/解码对应的字符集不存在对应的字符
6.3 字符流中的编码解码(转换)问题
字符流中和编码解码问题相关的两个类：
- InputStreamReader：是从字节流到字符流的桥梁
它读取字节，并使用指定的编码将其解码为字符
它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集
- OutputStreamWriter：是从字符流到字节流的桥梁
是从字符流到字节流的桥梁，使用指定的编码将写入的字符编码为字节
它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集
构造方法：
方法 | 描述 |
InputStreamReader(InputStream in) | 使用默认字符编码创建InputStreamReader对象 |
InputStreamReader(InputStream in,String chatset) | 使用指定的字符编码创建InputStreamReader对象 |
OutputStreamWriter(OutputStream out) | 使用默认字符编码创建OutputStreamWriter对象 |
OutputStreamWriter(OutputStream out,String charset) | 使用指定的字符编码创建OutputStreamWriter对象 |
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("myCharStream\\osw.txt"),"GBK");
osw.write("中国");
osw.close();
InputStreamReader isr = new InputStreamReader (new FileInputStream("myCharStream\\osw.txt"),"GBK");
//一次读取一个字符数据
int ch;
while ((ch=isr.read())!=-1) {
System.out.print((char)ch);
}
isr.close();
}七、缓冲流
- 缓冲流就是带有缓冲区的输入输出流
- 缓冲流可以显著减少我们对IO访问的次数，保护硬盘！
- 缓冲流本身就是处理流（包裹流），所以缓冲流必须依附于节点流（原始流）
- 处理流是包裹在原始节点上的流，相当于包裹在管道上的管道
7.1 字符缓冲流
- 字符缓冲输出流BufferOutputStream：
该类实现缓冲输出流。 通过设置这样的输出流，应用程序可以向底层输出流写入字节，而不必为写入的每个字节导致底层系统的调用
- 字符缓冲输入流BufferedInputStream：
创建BufferedInputStream将创建一个内部缓冲区数组。 当从流中读取或跳过字节时，内部缓冲区将根据需要从所包含的输入流中重新填充，一次很多字节
构造方法：
方法 | 描述 |
BufferedOutputStream(OutputStream out) | 创建字节缓冲输出流对象 |
BufferedInputStream(InputStream in) | 创建字节缓冲输入流对象 |
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
//字节缓冲输出流：BufferedOutputStream(OutputStream out)
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("myByteStream\\bos.txt"));
//写数据
bos.write("hello\r\n".getBytes());
bos.write("world\r\n".getBytes());
//释放资源
bos.close();
//字节缓冲输入流：BufferedInputStream(InputStream in)
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("myByteStream\\bos.txt"));
//一次读取一个字节数据
// int by;
// while ((by=bis.read())!=-1) {
// System.out.print((char)by);
// }
//一次读取一个字节数组数据
byte[] bys = new byte[1024];
int len;
while ((len=bis.read(bys))!=-1) {
System.out.print(new String(bys,0,len));
}
//释放资源
bis.close();
}特有功能：
BufferedWriter：
BufferedWriter | BufferedReader |
void newLine() | String readLine() |
写一行行分隔符，行分隔符字符串由系统属性定义 | 读一行文字。 结果包含行的内容的字符串，不包括任何行终止字符如果流的结尾已经到达，则为null |
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建字符缓冲输出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("myCharStream\\bw.txt"));
//写数据
for (int i = 0; i < 10; i++) {
bw.write("hello" + i);
//bw.write("\r\n");
bw.newLine();
bw.flush();
}
//释放资源
bw.close();
//创建字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("myCharStream\\bw.txt"));
String line;
while ((line=br.readLine())!=null) {
System.out.println(line);
}
br.close();
}八、打印流
8.1 字节打印流
- 字节打印流
- PrintStream(String fileName)：使用指定的文件名创建新的打印流
- 使用继承父类的方法写数据，查看的时候会转码；使用自己的特有方法写数据，查看的数据原样输出
- 可以改变输出语句的目的地
public static void setOut(PrintStream out)：重新分配“标准”输出流
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
//PrintStream(String fileName)：使用指定的文件名创建新的打印流
PrintStream ps = new PrintStream("myOtherStream\\ps.txt");
//写数据
//字节输出流有的方法
// ps.write(97);
//使用特有方法写数据
// ps.print(97);
// ps.println();
// ps.print(98);
ps.println(97);
ps.println(98);
//释放资源
ps.close();
}8.2 字符打印流
构造方法：
方法 | 描述 |
PrintWriter(String fileName) | 使用指定的文件名创建一个新的PrintWriter，而不需要自动执行刷新 |
PrintWriter(Writer out, boolean autoFlush) | 创建一个新的PrintWriter out：字符输出流 autoFlush： 一个布尔值，如果为真，则println ， printf ，或format方法将刷新输出缓冲区 |
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
//PrintWriter(String fileName) ：使用指定的文件名创建一个新的PrintWriter，而不需要自动执行行刷新
// PrintWriter pw = new PrintWriter("myOtherStream\\pw.txt");
// pw.write("hello");
// pw.write("\r\n");
// pw.flush();
// pw.write("world");
// pw.write("\r\n");
// pw.flush();
// pw.println("hello");
/*
pw.write("hello");
pw.write("\r\n");
*/
// pw.flush();
// pw.println("world");
// pw.flush();
//PrintWriter(Writer out, boolean autoFlush)：创建一个新的PrintWriter
PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("myOtherStream\\pw.txt"),true);
// PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("myOtherStream\\pw.txt"),false);
pw.println("hello");
/*
pw.write("hello");
pw.write("\r\n");
pw.flush();
*/
pw.println("world");
pw.close();
}
九、对象序列化
- 对象序列化介绍
对象序列化：就是将对象保存到磁盘中，或者在网络中传输对象。
这种机制就是使用一个字节序列表示一个对象，该字节序列包含：对象的类型、对象的数据和对象中存储的属性等信息。
字节序列写到文件之后，相当于文件中持久保存了一个对象的信息。
反之，该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行反序列化。
9.1 对象序列化流
- 对象序列化流： ObjectOutputStream
将Java对象的原始数据类型和图形写入OutputStream。
可以使用ObjectInputStream读取（重构）对象。
可以通过使用流的文件来实现对象的持久存储。
如果流是网络套接字流，则可以在另一个主机上或另一个进程中重构对象
构造方法 | 序列化对象方法 |
ObjectOutputStream(OutputStream out) | void writeObject(Object obj) |
创建一个写入指定的OutputStream的ObjectOutputStream | 将指定的对象写入ObjectOutputStream |
- 对象反序列化流： ObjectInputStream
ObjectInputStream反序列化先前使用ObjectOutputStream编写的原始数据和对象
构造方法 | 反序列化对象方法 |
ObjectInputStream(InputStream in) | Object readObject() |
创建从指定的InputStream读取的ObjectInputStream | 从ObjectInputStream读取一个对象 |
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
//ObjectInputStream(InputStream in)：创建从指定的InputStream读取的ObjectInputStream
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("myOtherStream\\oos.txt"));
//Object readObject()：从ObjectInputStream读取一个对象
Object obj = ois.readObject();
Student s = (Student) obj;
System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
ois.close();
}问题❓
- 用对象序列化流序列化了一个对象后，假如我们修改了对象所属的类文件，读取数据会不会出问题呢？
- 会出问题，会抛出InvalidClassException异常
- 如果出问题了，如何解决呢？
- 重新序列化
- 给对象所属的类加一个serialVersionUID
- private static final long serialVersionUID = 42L;
- 如果一个对象中的某个成员变量的值不想被序列化，又该如何实现呢？
- 给该成员变量加transient关键字修饰，该关键字标记的成员变量不参与序列化过程
十、Properties集合
10.1 Properties作为Map集合的使用
Properties：
- 是一个Map体系的集合类
- Properties可以保存到流中或从流中加载
- 属性列表中的每个键及其对应的值都是一个字符串
基本使用：
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
// Properties<String,String> prop = new Properties<String,String>(); //错误
Properties prop = new Properties();
//存储元素
prop.put("恭喜", "发财");
prop.put("招财", "进宝");
prop.put("欠债", "还钱");
//遍历集合
Set<Object> keySet = prop.keySet();
for (Object key : keySet) {
Object value = prop.get(key);
System.out.println(key + "," + value);
}
}Properties作为Map集合的特有方法：
方法 | 描述 |
Object setProperty(String key, String value) | 设置集合的键和值，都是String类型，底层调用 Hashtable方法 put |
String getProperty(String key) | 使用此属性列表中指定的键搜索属性 |
Set stringPropertyNames() | 从该属性列表中返回一个不可修改的键集，其中键及其对应的值是字符串 |
示例代码：
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Properties prop = new Properties();
//Object setProperty(String key, String value)：设置集合的键和值，都是String类型，底层调用Hashtable方法put
prop.setProperty("itheima001", "林青霞");
/*
Object setProperty(String key, String value) {
return put(key, value);
}
Object put(Object key, Object value) {
return map.put(key, value);
}
*/
prop.setProperty("itheima002", "张曼玉");
prop.setProperty("itheima003", "王祖贤");
//String getProperty(String key)：使用此属性列表中指定的键搜索属性
// System.out.println(prop.getProperty("itheima001"));
// System.out.println(prop.getProperty("itheima0011"));
// System.out.println(prop);
//Set<String> stringPropertyNames()：从该属性列表中返回一个不可修改的键集，其中键及其对应的值是字符串
Set<String> names = prop.stringPropertyNames();
for (String key : names) {
// System.out.println(key);
String value = prop.getProperty(key);
System.out.println(key + "," + value);
}
}10.2 Properties和IO流相结合的方法
方法 | 描述 |
void load(InputStream inStream) | 从输入字节流读取属性列表（键和元素对） |
void load(Reader reader) | 从输入字符流读取属性列表（键和元素对） |
void store(OutputStream out, String comments) | 将此属性列表（键和元素对）写入此 Properties表中，以适合于使用 load(InputStream)方法的格式写入输出字节流 |
void store(Writer writer, String comments) | 将此属性列表（键和元素对）写入此 Properties表中，以适合使用 load(Reader)方法的格式写入输出字符流 |
示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
//把集合中的数据保存到文件
// myStore();
//把文件中的数据加载到集合
myLoad();
}
private static void myLoad() throws IOException {
Properties prop = new Properties();
//void load(Reader reader)：
FileReader fr = new FileReader("myOtherStream\\fw.txt");
prop.load(fr);
fr.close();
System.out.println(prop);
}
private static void myStore() throws IOException {
Properties prop = new Properties();
prop.setProperty("恭喜","发财");
prop.setProperty("招财","进宝");
prop.setProperty("欠债","还钱");
//void store(Writer writer, String comments)：
FileWriter fw = new FileWriter("myOtherStream\\fw.txt");
prop.store(fw,null);
fw.close();
}
