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Java IO最詳解

阿新 • • 發佈：2019-01-14

初學java，一直搞不懂java裡面的io關係，在網上找了很多大多都是給個結構圖草草描述也看的不是很懂。而且沒有結合到java7 的最新技術，所以自己來整理一下，有錯的話請指正，也希望大家提出寶貴意見。

首先看個圖：（如果你也是初學者，我相信你看了真個人都不好了，想想java設計者真是煞費苦心啊！）

這是java io 比較基本的一些處理流，除此之外我們還會提到一些比較深入的基於io的處理類，比如console類，SteamTokenzier,Externalizable介面，Serializable介面等等一些高階用法極其原理。

一、java io的開始：檔案

1. 我們主要講的是流，流的本質也是對檔案的處理，我們循序漸進一步一步從檔案將到流去。

2. java 處理檔案的類 File,java提供了十分詳細的檔案處理方法，舉了其中幾個例子，其餘的可以去

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  1. package com.hxw.io;  
  2. import java.io.*;  
  3. public class FileExample{  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         createFile();  
  6.     }  
  7.   /** 
  8.    * 檔案處理示例
     
  9.    */  
  10.   public static void createFile() {  
  11.      File f=new File("E:/電腦桌面/jar/files/create.txt");  
  12.         try{  
  13.             f.createNewFile();  //當且僅當不存在具有此抽象路徑名指定名稱的檔案時，不可分地建立一個新的空檔案。  
  14.             System.out.println("該分割槽大小"+f.getTotalSpace()/(1024*1024*1024)+"G"); //返回由此抽象路徑名錶示的檔案或目錄的名稱。  
  15.             f.mkdirs();  //建立此抽象路徑名指定的目錄，包括所有必需但不存在的父目錄。
      
  16. //            f.delete(); //  刪除此抽象路徑名錶示的檔案或目錄  
  17.            System.out.println("檔名  "+f.getName());  //  返回由此抽象路徑名錶示的檔案或目錄的名稱。  
  18.            System.out.println("檔案父目錄字串 "+f.getParent());// 返回此抽象路徑名父目錄的路徑名字串；如果此路徑名沒有指定父目錄，則返回 null。  
  19.         }catch (Exception e) {  
  20.             e.printStackTrace();  
  21.         }  
  22.   }  
  23. }  

二、位元組流:

1.位元組流有輸入和輸出流，我們首先看輸入流InputStream,我們首先解析一個例子（FileInputStream）。

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  1. package com.hxw.io;  
  2. import java.io.File;  
  3. import java.io.FileInputStream;  
  4. import java.io.IOException;  
  5. import java.io.InputStream;  
  6. public class FileCount {  
  7.    /** 
  8.     * 我們寫一個檢測檔案長度的小程式，別看這個程式挺長的，你忽略try catch塊後發現也就那麼幾行而已。 
  9.     */  
  10.    publicstatic void main(String[] args) {  
  11.       //TODO 自動生成的方法存根  
  12.              int count=0;  //統計檔案位元組長度  
  13.       InputStreamstreamReader = null;   //檔案輸入流  
  14.       try{  
  15.           streamReader=newFileInputStream(new File("D:/David/Java/java 高階進階/files/tiger.jpg"));  
  16.           /*1.new File()裡面的檔案地址也可以寫成D:\\David\\Java\\java 高階進階\\files\\tiger.jpg,前一個\是用來對後一個 
  17.            * 進行轉換的，FileInputStream是有緩衝區的，所以用完之後必須關閉，否則可能導致記憶體佔滿，資料丟失。 
  18.           */  
  19.           while(streamReader.read()!=-1) {  //讀取檔案位元組，並遞增指標到下一個位元組  
  20.              count++;  
  21.           }  
  22.           System.out.println("---長度是： "+count+" 位元組");  
  23.       }catch (final IOException e) {  
  24.           //TODO 自動生成的 catch 塊  
  25.           e.printStackTrace();  
  26.       }finally{  
  27.           try{  
  28.              streamReader.close();  
  29.           }catch (IOException e) {  
  30.              //TODO 自動生成的 catch 塊  
  31.              e.printStackTrace();  
  32.           }  
  33.       }  
  34.    }  
  35. }  

我們一步一步來，首先，上面的程式存在問題是，每讀取一個自己我都要去用到FileInputStream，我輸出的結果是“---長度是： 64982 位元組”，那麼進行了64982次操作！可能想象如果檔案十分龐大，這樣的操作肯定會出大問題，所以引出了緩衝區的概念。可以將streamReader.read()改成streamReader.read(byte[]b)此方法讀取的位元組數目等於位元組陣列的長度，讀取的資料被儲存在位元組陣列中，返回讀取的位元組數，InputStream還有其他方法mark,reset,markSupported方法，例如：

markSupported 判斷該輸入流能支援mark 和 reset 方法。

mark用於標記當前位置；在讀取一定數量的資料(小於readlimit的資料)後使用reset可以回到mark標記的位置。

FileInputStream不支援mark/reset操作；BufferedInputStream支援此操作；

mark(readlimit)的含義是在當前位置作一個標記，制定可以重新讀取的最大位元組數，也就是說你如果標記後讀取的位元組數大於readlimit，你就再也回不到回來的位置了。

通常InputStream的read()返回-1後，說明到達檔案尾，不能再讀取。除非使用了mark/reset。

2.FileOutputStream 循序漸進版， InputStream是所有位元組輸出流的父類，子類有ByteArrayOutputStream,FileOutputStream,ObjectOutputStreanm,這些我們在後面都會一一說到。先說FileOutputStream

我以一個檔案複製程式來說，順便演示一下快取區的使用。(Java I/O預設是不緩衝流的，所謂“緩衝”就是先把從流中得到的一塊位元組序列暫存在一個被稱為buffer的內部位元組數組裡，然後你可以一下子取到這一整塊的位元組資料，沒有緩衝的流只能一個位元組一個位元組讀，效率孰高孰低一目瞭然。有兩個特殊的輸入流實現了緩衝功能，一個是我們常用的BufferedInputStream.)

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  1. package com.hxw.io;  
  2. import java.io.*;  
  3. public class FileCopy {  
  4.   public static void main(String[] args) {  
  5.      // TODO自動生成的方法存根  
  6.      byte[] buffer=new byte[512];   //一次取出的位元組數大小,緩衝區大小  
  7.      int numberRead=0;  
  8.      FileInputStream input=null;  
  9.      FileOutputStream out =null;  
  10.      try {  
  11.         input=new FileInputStream("D:/David/Java/java 高階進階/files/tiger.jpg");  
  12.         out=new FileOutputStream("D:/David/Java/java 高階進階/files/tiger2.jpg"); //如果檔案不存在會自動建立  
  13.         while ((numberRead=input.read(buffer))!=-1) {  //numberRead的目的在於防止最後一次讀取的位元組小於buffer長度，  
  14.            out.write(buffer, 0, numberRead);       //否則會自動被填充0  
  15.         }  
  16.      } catch (final IOException e) {  
  17.         // TODO自動生成的 catch 塊  
  18.         e.printStackTrace();  
  19.      }finally{  
  20.         try {  
  21.            input.close();  
  22.            out.close();  
  23.         } catch (IOException e) {  
  24.            // TODO自動生成的 catch 塊  
  25.            e.printStackTrace();  
  26.         }  
  27.      }  
  28.   }  
  29. }  

3.讀寫物件：ObjectInputStream 和ObjectOutputStream ，該流允許讀取或寫入使用者自定義的類，但是要實現這種功能，被讀取和寫入的類必須實現Serializable介面，其實該介面並沒有什麼方法，可能相當於一個標記而已，但是確實不合缺少的。例項程式碼如下：

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  1. package com.hxw.io;  
  2. import java.io.*;  
  3. public class ObjetStream {  
  4.    /** 
  5.     * @param args 
  6.     */  
  7.    public static void main(String[] args) {  
  8.       // TODO自動生成的方法存根  
  9.       ObjectOutputStream objectwriter=null;  
  10.       ObjectInputStream objectreader=null;  
  11.       try {  
  12.          objectwriter=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:/David/Java/java 高階進階/files/student.txt"));  
  13.          objectwriter.writeObject(new Student("gg", 22));  
  14.          objectwriter.writeObject(new Student("tt", 18));  
  15.          objectwriter.writeObject(new Student("rr", 17));  
  16.          objectreader=new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:/David/Java/java 高階進階/files/student.txt"));  
  17.          for (int i = 0; i < 3; i++) {  
  18.             System.out.println(objectreader.readObject());  
  19.          }  
  20.       } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {  
  21.          // TODO自動生成的 catch 塊  
  22.          e.printStackTrace();  
  23.       }finally{  
  24.          try {  
  25.             objectreader.close();  
  26.             objectwriter.close();  
  27.          } catch (IOException e) {  
  28.             // TODO自動生成的 catch 塊  
  29.             e.printStackTrace();  
  30.          }  
  31.       }  
  32.    }  
  33. }  
  34. class Student implements Serializable{  
  35.    private String name;  
  36.    private int age;  
  37.    public Student(String name, int age) {  
  38.       super();  
  39.       this.name = name;  
  40.       this.age = age;  
  41.    }  
  42.    @Override  
  43.    public String toString() {  
  44.       return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";  
  45.    }  
  46. }  

執行後系統輸出：

Student [name=gg, age=22]

Student [name=tt, age=18]

Student [name=rr, age=17]

4.有時沒有必要儲存整個物件的資訊，而只是要儲存一個物件的成員資料，成員資料的型別假設都是Java的基本資料型別，這樣的需求不必使用到與Object輸入、輸出相關的流物件，可以使用DataInputStream、DataOutputStream來寫入或讀出資料。下面是一個例子：（DataInputStream的好處在於在從檔案讀出資料時，不用費心地自行判斷讀入字串時或讀入int型別時何時將停止，使用對應的readUTF()和readInt()方法就可以正確地讀入完整的型別資料。）

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