Java IO流学习总结之文件传输基础

一、Java IO流总览

二、File类

2.1 常用API

package pkg1;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

/**
 * @author Administrator
 * @date 2021/4/2
 */
public class FileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 了解构造函数，可查看API
        File file = new File("d:\\javaio\\cook");
        // 设置分隔符，不同系统也可以认识
        //File file=new File("d:"+File.separator);

        //System.out.println(file.exists());
        if (!file.exists()) {
            file.mkdirs();
        } else {
            file.delete();
        }

        //  是否是一个目录，如果是目录返回true,如果不是目录或目录不存在返回false
        System.out.println(file.isDirectory());
        // 如果是一个文件
        System.out.println(file.isFile());

        //File file2 = new File("d:\\javaio\\日记1.txt");
        File file2 = new File("d:\\javaio", "日记1.txt");
        if (!file2.exists()) {
            try {
                file2.createNewFile();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } else {
            file2.delete();
        }

        // 常用File对象的api
        System.out.println(file);// file.toString()的内容
        System.out.println(file.getAbsolutePath());
        System.out.println(file.getName());
        System.out.println(file2.getName());
        System.out.println(file.getParent());
        System.out.println(file2.getParent());
        System.out.println(file.getParentFile().getAbsolutePath());
    }
}

测试结果：

其他API：

package pkg1;

import java.io.*;
import java.util.RandomAccess;

/**
 * @author Administrator
 * @date 2021/4/7
 */
class FileDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("d:\\javaio\\example");
        if (!file.exists()) {
            file.mkdir();
        }

        /*String[] fileNames = file.list(new FilenameFilter() {
            @Override
            public boolean accept(File dir, String name) {
                System.out.println("文件是："+dir + "\\" + name);
                return name.endsWith("java");
            }
        });
        for (String fileName : fileNames != null ? fileNames : new String[0]) {
            System.out.println(fileName);
        }*/

        /*File[] files = file.listFiles(new FilenameFilter() {
            @Override
            public boolean accept(File dir, String name) {
                System.out.println("文件是：" + dir + "\\" + name);
                return false;
            }
        });
        for (File fileName : files) {
            System.out.println(fileName.toString());
        }*/

        File[] files = file.listFiles(new FileFilter() {
            @Override
            public boolean accept(File pathname) {
                System.out.println(pathname);
                return false;
            }
        });
        for (File fileName : files) {
            System.out.println(fileName.toString());
        }

    }

}

测试：

2.2 遍历目录

package pkg2;

import java.io.File;

/**
 * 列出File的一些常用操作，如过滤、遍历
 */
public class FileUtils {
    /**
     * 列出指定目录（包括其子目录）下的所有文件
     */
    public static void listDirectory(File dir) throws IllegalAccessException {
        if (!dir.exists()) {
            throw new IllegalArgumentException("目录:" + dir + "不存在");
        }
        if (!dir.isDirectory()) {
            throw new IllegalArgumentException(dir + "不存在");
        }

        // list()用于列出当前目录下的子目录（不包含子目录下的内容）和文件。返回的是字符串数组。
        /*String[] fileNames = dir.list();
        for (String string : fileNames) {
            System.out.println(dir + "\\" + string);
        }*/

        // 若要遍历子目录下的内容，就要构造成File对象进行递归操作。File提供了直接返回File对象的API
        File[] files = dir.listFiles();//返回直接子目录（文件）的抽象
        /*for (File file : files) {
            System.out.println(file);
        }*/
        if (files != null && files.length > 0) {
            for (File file : files) {
                if (file.isDirectory()) {
                    // 递归
                    listDirectory(file);
                } else {
                    System.out.println(file);
                }
            }
        }
    }
}

测试类：

package pkg2;

import java.io.File;

public class FileUtilsTest {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
        FileUtils.listDirectory(new File("d:javaio"));
    }
}

测试结果：

三、RandomAccessFile类

package pkg3;

import java.io.*;
import java.util.Arrays;

public class RafDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 若没有指定路径，则表示相对路径，即项目所在路径。
        File demo = new File("demo");
        if (!demo.exists()) {
            demo.mkdir();
        }

        File file = new File(demo, "raf.dat");
        if (!file.exists()) {
            file.createNewFile();
        }

        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
        // 查看指针位置
        System.out.println(raf.getFilePointer());// 0

        raf.writeInt('A');// 只写了一个字节
        System.out.println(raf.getFilePointer());
        raf.writeInt('B');

        int i = 0x7fffffff;
        // 用write方法每次只能写一个字节，如果要把i写进去就要写4次
        raf.writeInt(i >>> 24);//高8位
        raf.writeInt(i >>> 16);
        raf.writeInt(i >>> 8);
        raf.writeInt(i);// 低8位
        System.out.println(raf.getFilePointer());

        // 直接写一个int ,与上述4步操作等效
        raf.writeInt(i);

        String s = "中";
        byte[] gbk = s.getBytes("gbk");
        raf.write(gbk);
        System.out.println("raf长度：" + raf.length());

        // 读文件，必须把指针移到头部
        raf.seek(0);
        // 一次性读取，把文件中的内容都读到字节数组汇总
        byte[] buf = new byte[(int) raf.length()];
        raf.read(buf);
        System.out.println(Arrays.toString(buf));
        // 转为字符串
        /*String s1=new String(buf,"utf-8");
        System.out.println(s1);*/
        for (byte b : buf) {
            System.out.print(Integer.toHexString(b & 0xff) + " ");
        }

        raf.close();
    }
}

测试结果：

四、字节流

4.1 FileInputStream

package pkg4;

import java.io.*;

public class IOUtil {
    /**
     * 读取指定文件内容， 按照十六进制输出到控制台，
     * 且每输出10个byte换行
     *
     * @param fileName
     */
    public static void printHex(String fileName) throws IOException {
        // 把文件作为字节流进行操作
        FileInputStream fis = new FileInputStream(fileName);
        int b;
        int i = 1;

        while ((b = fis.read()) != -1) {
            if (b <= 0xf) {
                // 单位数前补0
                System.out.print("0");
            }

            // 将整型b转换为16进制表示的字符串
            System.out.print(Integer.toHexString(b) + " ");
            if (i++ % 10 == 0) {
                System.out.println();
            }
        }
        fis.close();
    }

    public static void printHexByByteArray(String fileName) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(fileName);
        /*byte[] buf = new byte[20 * 1024];
        //从fis中批量读取字节，放入到buf字节数组中，从第0个位置开始放，最多放buf.length个，返回的是读到的字节个数
        int bytes = fis.read(buf, 0, buf.length);// 一次性读完，说明字节数组足够大
        int j = 1;

        for (int i = 0; i < bytes; i++) {
            if (buf[i] <= 0xf) {
                System.out.print("0");
            }

            System.out.println(Integer.toHexString(buf[i]) + " ");

            if (j++ % 10 == 0) {
                System.out.println();
            }
        }*/

        // 当字节数组容量不够，一次读不完时
        byte[] buf = new byte[8 * 1024];
        int bytes = 0;
        int j = 1;
        while ((bytes = fis.read(buf, 0, buf.length)) != -1) {
            for (int i = 0; i < bytes; i++) {
                // byte是8位，int类型是32位，为了避免数据转换错误，通过&0xff将高24位清零
                System.out.print(Integer.toHexString(buf[i] & 0xff) + " ");
                if (j++ % 10 == 0) {
                    System.out.println();
                }
            }
        }

        fis.close();
    }

    /**
     * 文件拷贝操作 -> 字节批量读取式拷贝，效率最优
     */
    public static void copyFile(File srcFile, File destFile) throws IOException {
        if (!srcFile.exists()) {
            throw new IllegalArgumentException("文件：" + srcFile + "不存在");
        }
        if (!srcFile.isFile()) {
            throw new IllegalArgumentException(srcFile + "不是文件");
        }

        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
        byte[] buf = new byte[8 * 1024];
        int b;
        while ((b = fis.read(buf, 0, buf.length)) != -1) {
            fos.write(buf, 0, b);
            fos.flush();//最好加上这个
        }
        fis.close();
        fos.close();
    }

    /**
     * 用带缓冲的字节流，进行文件拷贝，效率居中
     */
    public static void copyFileByBuffer(File srcFile, File destFile) throws IOException {
        if (!srcFile.exists()) {
            throw new IllegalArgumentException("文件：" + srcFile + "不存在");
        }
        if (!srcFile.isFile()) {
            throw new IllegalArgumentException(srcFile + "不是文件");
        }

        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(srcFile));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destFile));
        int c;
        while ((c = bis.read()) != -1) {
            bos.write(c);
            // 刷新缓冲区。不能省略，否则无法写入
            bos.flush();
        }
        bis.close();
        bos.close();
    }

    /**
     * 文件拷贝操作 -> 单字节，不带缓冲式拷贝，效率最差
     */
    public static void copyFileByByte(File srcFile, File destFile) throws IOException {
        if (!srcFile.exists()) {
            throw new IllegalArgumentException("文件：" + srcFile + "不存在");
        }
        if (!srcFile.isFile()) {
            throw new IllegalArgumentException(srcFile + "不是文件");
        }

        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);

        int b;
        while ((b = fis.read()) != -1) {
            fos.write(b);
            fos.flush();
        }
        fis.close();
        fos.close();
    }
}

测试类：

package pkg4;

import java.io.IOException;

public class IOUtilTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            IOUtil.printHex("d:\\javaio\\FileUtils.java");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4.2 FileOutputStream

package pkg5;

import pkg4.IOUtil;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FileOutDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 如果该文件不存在，则直接创建，如果存在，则删除后创建。若要在后面追加内容，参数中加一个true
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("demo/out.dat");
        // 写入A的低8位
        fos.write('A');
        fos.write('B');
        // write只能写8位，那么写一个int需要4次，每次8位
        int a = 10;
        fos.write(a >>> 24);
        fos.write(a >>> 16);
        fos.write(a >>> 8);
        fos.write(a);
        byte[] gbk = "中国".getBytes("gbk");
        fos.write(gbk);
        fos.close();

        IOUtil.printHex("demo/out.dat");
    }
}

测试类：

package pkg5;

import pkg4.IOUtil;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class IOUtilTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            IOUtil.copyFile(new File("d:\\javaio\\abc.txt"), new File("d:\\javaio\\abc1.txt"));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4.3 DataInputStream 、DataOutputStream

输入流：

package pkg6;

import pkg4.IOUtil;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class DisDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String file = "demo/dos.dat";
        IOUtil.printHex(file);

        DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream(file));
        int i = dis.readInt();
        System.out.println(i);

        i = dis.readInt();
        System.out.println(i);

        long l = dis.readLong();
        System.out.println(l);

        double d = dis.readDouble();
        System.out.println(d);

        String s = dis.readUTF();
        System.out.println(s);

        dis.close();
    }
}

输出流：

package pkg6;

import pkg4.IOUtil;

import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class DosDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String file = "demo/dos.dat";
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream(file));
        dos.writeInt(10);
        dos.writeInt(-10);
        dos.writeLong(10l);
        dos.writeDouble(10.5);
        // 采用utf-8写入
        dos.writeUTF("中国");
        // 采用utf-16be写入
        dos.writeChars("中国");

        dos.close();
        IOUtil.printHex(file);
    }
}

4.4 字节缓冲流

工具类在4.1小节的IOUtil.java中。

测试类：

package pkg7;

import pkg4.IOUtil;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class IOUtilTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        // 效率最高
        try {
            long start = System.currentTimeMillis();
            IOUtil.copyFile(new File("d:\\javaio\\Alpha.mp3"), new File("d:\\javaio\\Alpha1.mp3"));
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("耗时1：" + (end - start));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 效率居中
        try {
            long start = System.currentTimeMillis();
            IOUtil.copyFileByBuffer(new File("d:\\javaio\\Alpha.mp3"), new File("d:\\javaio\\Alpha2.mp3"));
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("耗时2：" + (end - start));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 效率最差
        try {
            long start = System.currentTimeMillis();
            IOUtil.copyFileByByte(new File("d:\\javaio\\Alpha.mp3"), new File("d:\\javaio\\Alpha3.mp3"));
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("耗时3：" + (end - start));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

五、字符流

5.1 InputStreamReader、OutputStreamWriter

package pkg8;

import java.io.*;

public class IsrAndOswDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\javaio\\aa.txt");
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);//未指定编码格式，即按照项目默认编码操作

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\javaio\\aa.txt");
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos);//未指定编码格式，即按照项目默认编码操作

        /*int c;
        while ((c=isr.read())!=-1){
            System.out.print((char)c);
        }*/

        /*
        批量读取。
        放入buffer这个字节数组，从第0个位置开始放，最多放buffer.length个,返回读到的字符个数。
         */
        char[] buffer = new char[8 * 1024];
        int c;
        while ((c = isr.read(buffer, 0, buffer.length)) != -1) {
            String s = new String(buffer, 0, c);
            System.out.print(s);

            /*osw.write(buffer,0,c);
            osw.flush();*/
        }

        isr.close();
        osw.close();
    }
}

5.2 FileReader、FileWriter

package pkg8;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FrAndFwDemo {
    /**
     * 注意：FileReader、FileWriter不能指定编码方式
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fr = new FileReader("d:\\javaio\\aa.txt");
        // 指定参数，也可以追加内容：FileWriter(String fileName, boolean append)
        FileWriter fw = new FileWriter("d:\\javaio\\bb.txt");
        char[] buffer = new char[8 * 1024];
        int c;
        while ((c = fr.read(buffer, 0, buffer.length)) != -1) {
            fw.write(buffer, 0, c);
            fw.flush();
        }
        fr.close();
        fw.close();
    }
}

5.3 BufferedReader、BufferedWriter、PrintWriter

package pkg9;

import java.io.*;

public class BrAndBwOrPwDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 对文件进行读写操作
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("d:\\javaio\\aa.txt")));
        //BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("d:\\javaio\\cc.txt")));
        // PrintWriter可以替换BufferedWriter
        PrintWriter pw = new PrintWriter("d:\\javaio\\cc.txt");

        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            // 一次读一行，不能识别换行
            System.out.println(line);
            /*bw.write(line);
            // 手动给出换行
            bw.newLine();
            bw.flush();*/
            pw.println(line);
            pw.flush();
        }
        br.close();
        //bw.close();
        pw.close();
    }
}

六、对象的序列化、反序列化

6.1 transient关键字、序列化、反序列化

实体类：

package pkg10;

import java.io.Serializable;

public class Student implements Serializable {
    private String stuNo;
    private String stuName;
    // 该元素不会 进行JVM默认的序列化，但可以手动序列化
    private transient int stuAge;

    public Student(String stuNo, String stuName, int stuAge) {
        this.stuNo = stuNo;
        this.stuName = stuName;
        this.stuAge = stuAge;
    }

    public String getStuNo() {
        return stuNo;
    }

    public void setStuNo(String stuNo) {
        this.stuNo = stuNo;
    }

    public String getStuName() {
        return stuName;
    }

    public void setStuName(String stuName) {
        this.stuName = stuName;
    }

    public int getStuAge() {
        return stuAge;
    }

    public void setStuAge(int stuAge) {
        this.stuAge = stuAge;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "stuNo='" + stuNo + '\'' +
                ", stuName='" + stuName + '\'' +
                ", stuAge=" + stuAge +
                '}';
    }

    /**
     * 序列化
     */
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException {
        // 把JVM能默认序列化的元素进行序列化操作
        s.defaultWriteObject();
        // 手动完成stuAge的序列化
        s.writeInt(stuAge);
    }

    /**
     * 反序列化
     */
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        // 把JVM默认能反序列化的元素进行反序列化操作
        s.defaultReadObject();
        // 手动完成stuAge的反序列化
        stuAge = s.readInt();
    }
}

测试类：

package pkg10;

import java.io.*;
import java.util.ArrayList;

public class ObjectSeriaDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        String file = "demo/obj.dat";
        // 1、对象的序列化
        /*ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
        Student student = new Student("10001", "张三", 20);
        oos.writeObject(student);
        oos.flush();
        oos.close();*/
        // 2、对象的反序列化
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
        Student stu = (Student) ois.readObject();
        System.out.println(stu);
        ois.close();
    }

}

6.2 序列化、反序列化时，子类、父类构造方法的调用

package pkg11;

import java.io.*;
import java.sql.SQLOutput;

public class ObjectSeriaDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 序列化
        /*ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("demo/obj1.dat"));
        Foo2 foo2=new Foo2();
        oos.writeObject(foo2);
        oos.flush();
        oos.close();*/

        // 反序列化
        /*ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(new FileInputStream("demo/obj1.dat"));
        Foo2 foo2= (Foo2) ois.readObject();
        System.out.println(foo2);
        ois.close();*/

        /*ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("demo/obj1.dat"));
        Bar2 bar2=new Bar2();
        oos.writeObject(bar2);
        oos.flush();
        oos.close();*/

        /*ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("demo/obj1.dat"));
        Bar2 bar2 = (Bar2) ois.readObject();
        System.out.println(bar2);
        ois.close();*/

        /*ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("demo/obj1.dat"));
        Ccc2 ccc2=new Ccc2();
        oos.writeObject(ccc2);
        oos.flush();
        oos.close();*/

        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("demo/obj1.dat"));
        Ccc2 ccc2 = (Ccc2) ois.readObject();
        System.out.println(ccc2);
        ois.close();
    }
}

/**
 * 一个类实现了序列化接口，其子类都可以实现序列化。
 */
class Foo implements Serializable {
    public Foo() {
        System.out.println("foo...");
    }
}

class Foo1 extends Foo {
    public Foo1() {
        System.out.println("foo1...");
    }
}

class Foo2 extends Foo1 {
    public Foo2() {
        System.out.println("foo2...");
    }
}

/**
 * 对子类对象进行反序列化操作时，
 * 如果其父类没有实现序列化接口
 * 那么其父类的构造函数会被调用
 */
class Bar {
    public Bar() {
        System.out.println("Bar...");
    }
}

class Bar1 extends Bar implements Serializable {
    public Bar1() {
        System.out.println("Bar1...");
    }
}

class Bar2 extends Bar1 {
    public Bar2() {
        System.out.println("Bar2...");
    }
}

class Ccc {
    public Ccc() {
        System.out.println("Ccc...");
    }
}

class Ccc1 extends Ccc {
    public Ccc1() {
        System.out.println("Ccc1...");
    }
}

class Ccc2 extends Ccc1 implements Serializable {
    public Ccc2() {
        System.out.println("Ccc2...");
    }
}

Foo2类反序列化时不打印构造方法：

Bar2类反序列化时打印了Bar的构造方法：

Ccc2类反序列化时打印了Ccc、Ccc1的构造方法：

结论（详见导图标红部分）：

对子类对象进行反序列化操作时，如果其父类没有实现序列化接口，那么其父类的构造函数会被调用。

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