关于JAVA IO流的学习

初学Java，一直搞不懂java里面的io关系，在网上找了很多大多都是给个结构图草草描述也看的不是很懂。而且没有结合到java7 的最新技术，所以自己来整理一下，有错的话请指正，也希望大家提出宝贵意见。

首先看个图：（如果你也是初学者，我相信你看了真个人都不好了，想想java设计者真是煞费苦心啊！）

这是java io 比较基本的一些处理流，除此之外我们还会提到一些比较深入的基于io的处理类，比如console类，SteamTokenzier,Externalizable接口，Serializable接口等等一些高级用法极其原理。

一、java io的开始：文件

1. 我们主要讲的是流，流的本质也是对文件的处理，我们循序渐进一步一步从文件将到流去。

2. java 处理文件的类 File,java提供了十分详细的文件处理方法，举了其中几个例子，其余的可以去

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. * 文件处理示例
9. */
10. public static void createFile() {
11. File f=new File("E:/电脑桌面/jar/files/create.txt");
12. try{
13. f.createNewFile();  //当且仅当不存在具有此抽象路径名指定名称的文件时，不可分地创建一个新的空文件。
14. System.out.println("该分区大小"+f.getTotalSpace()/(1024*1024*1024)+"G"); //返回由此抽象路径名表示的文件或目录的名称。
15. f.mkdirs();  //创建此抽象路径名指定的目录，包括所有必需但不存在的父目录。
16. //            f.delete(); //  删除此抽象路径名表示的文件或目录
17. System.out.println("文件名  "+f.getName());  //  返回由此抽象路径名表示的文件或目录的名称。
18. System.out.println("文件父目录字符串 "+f.getParent());// 返回此抽象路径名父目录的路径名字符串；如果此路径名没有指定父目录，则返回 null。
19. }catch (Exception e) {
20. e.printStackTrace();
21. }
22. }
23. }

二、字节流:

1.字节流有输入和输出流，我们首先看输入流InputStream,我们首先解析一个例子（FileInputStream）。

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. * 我们写一个检测文件长度的小程序，别看这个程序挺长的，你忽略try catch块后发现也就那么几行而已。
9. */
10. publicstatic void main(String[] args) {
11. //TODO 自动生成的方法存根
12. int count=0;  //统计文件字节长度
13. InputStreamstreamReader = null;   //文件输入流
14. try{
15. streamReader=newFileInputStream(new File("D:/David/Java/java 高级进阶/files/tiger.jpg"));
16. /*1.new File()里面的文件地址也可以写成D:\\David\\Java\\java 高级进阶\\files\\tiger.jpg,前一个\是用来对后一个
17. * 进行转换的，FileInputStream是有缓冲区的，所以用完之后必须关闭，否则可能导致内存占满，数据丢失。
18. */
19. while(streamReader.read()!=-1) {  //读取文件字节，并递增指针到下一个字节
20. count++;
21. }
22. System.out.println("---长度是： "+count+" 字节");
23. }catch (final IOException e) {
24. //TODO 自动生成的 catch 块
25. e.printStackTrace();
26. }finally{
27. try{
28. streamReader.close();
29. }catch (IOException e) {
30. //TODO 自动生成的 catch 块
31. e.printStackTrace();
32. }
33. }
34. }
35. }

我们一步一步来，首先，上面的程序存在问题是，每读取一个自己我都要去用到FileInputStream，我输出的结果是“---长度是： 64982

字节”，那么进行了64982次操作！可能想象如果文件十分庞大，这样的操作肯定会出大问题，所以引出了缓冲区的概念。可以将
streamReader.read()改成streamReader.read(byte[]b)此方法读取的字节数目等于字节数组的长度，读取的数据
被存储在字节数组中，返回读取的字节数，InputStream还有其他方法mark,reset,markSupported方法，例如：

markSupported 判断该输入流能支持mark 和 reset 方法。

mark用于标记当前位置；在读取一定数量的数据(小于readlimit的数据)后使用reset可以回到mark标记的位置。

FileInputStream不支持mark/reset操作；BufferedInputStream支持此操作；

mark(readlimit)的含义是在当前位置作一个标记，制定可以重新读取的最大字节数，也就是说你如果标记后读取的字节数大于readlimit，你就再也回不到回来的位置了。

通常InputStream的read()返回-1后，说明到达文件尾，不能再读取。除非使用了mark/reset。

2.FileOutputStream 循序渐进版，
InputStream是所有字节输出流的父类，子类有
ByteArrayOutputStream,FileOutputStream,ObjectOutputStreanm,这些我们在后面都会一一说
到。先说FileOutputStream

我以一个文件复制程序来说，顺便演示一下缓存区的使用。(Java
I/O默认是不缓冲流的，所谓“缓冲”就是先把从流中得到的一块字节序列暂存在一个被称为buffer的内部字节数组里，然后你可以一下子取到这一整块的
字节数据，没有缓冲的流只能一个字节一个字节读，效率孰高孰低一目了然。有两个特殊的输入流实现了缓冲功能，一个是我们常用的
BufferedInputStream.)

1. package com.hxw.io;
2. import java.io.*;
3. public class FileCopy {
4. public static void main(String[] args) {
5. // TODO自动生成的方法存根
6. byte[] buffer=new byte[512];   //一次取出的字节数大小,缓冲区大小
7. int numberRead=0;
8. FileInputStream input=null;
9. FileOutputStream out =null;
10. try {
11. input=new FileInputStream("D:/David/Java/java 高级进阶/files/tiger.jpg");
12. out=new FileOutputStream("D:/David/Java/java 高级进阶/files/tiger2.jpg"); //如果文件不存在会自动创建
13. while ((numberRead=input.read(buffer))!=-1) {  //numberRead的目的在于防止最后一次读取的字节小于buffer长度，
14. out.write(buffer, 0, numberRead);       //否则会自动被填充0
15. }
16. } catch (final IOException e) {
17. // TODO自动生成的 catch 块
18. e.printStackTrace();
19. }finally{
20. try {
21. input.close();
22. out.close();
23. } catch (IOException e) {
24. // TODO自动生成的 catch 块
25. e.printStackTrace();
26. }
27. }
28. }
29. }

3.读写对象：ObjectInputStream 和ObjectOutputStream
，该流允许读取或写入用户自定义的类，但是要实现这种功能，被读取和写入的类必须实现Serializable接口，其实该接口并没有什么方法，可能相当
于一个标记而已，但是确实不合缺少的。实例代码如下：

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自动生成的方法存根
9. ObjectOutputStream objectwriter=null;
10. ObjectInputStream objectreader=null;
11. try {
12. objectwriter=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:/David/Java/java 高级进阶/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 高级进阶/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自动生成的 catch 块
22. e.printStackTrace();
23. }finally{
24. try {
25. objectreader.close();
26. objectwriter.close();
27. } catch (IOException e) {
28. // TODO自动生成的 catch 块
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. }

运行后系统输出：

Student [name=gg, age=22]

Student [name=tt, age=18]

Student [name=rr, age=17]

4.有时没有必要存储整个对象的信息，而只是要存储一个对象的成员数据，成员数据的类型假设都是Java的基本数据类型，这样的需求不必
使用到与Object输入、输出相关的流对象，可以使用DataInputStream、DataOutputStream来写入或读出数据。下面是一个
例子：（DataInputStream的好处在于在从文件读出数据时，不用费心地自行判断读入字符串时或读入int类型时何时将停止，使用对应的readUTF()和readInt()方法就可以正确地读入完整的类型数据。）

1. package com.hxw;
2. public class Member {
3. private String name;
4. private int age;
5. public Member() {
6. }
7. public Member(String name, int age) {
8. this.name = name;
9. this.age = age;
10. }
11. public void setName(String name){
12. this.name = name;
13. }
14. public void setAge(int age) {
15. this.age = age;
16. }
17. public String getName() {
18. return name;
19. }
20. public int getAge() {
21. return age;
22. }
23. }

打算将Member类实例的成员数据写入文件中，并打算在读入文件数据后，将这些数据还原为Member对象。下面的代码简单示范了如何实现这个需求。

1. package com.hxw;
2. import java.io.*;
3. public class DataStreamDemo
4. {
5. public static void main(String[]args)
6. {
7. Member[] members = {newMember("Justin",90),
8. newMember("momor",95),
9. newMember("Bush",88)};
10. try
11. {
12. DataOutputStreamdataOutputStream = new DataOutputStream(new FileOutputStream(args[0]));
13. for(Member member:members)
14. {
15. //写入UTF字符串
16. dataOutputStream.writeUTF(member.getName());
17. //写入int数据
18. dataOutputStream.writeInt(member.getAge());
19. }
20. //所有数据至目的地
21. dataOutputStream.flush();
22. //关闭流
23. dataOutputStream.close();
24. DataInputStreamdataInputStream = new DataInputStream(new FileInputStream(args[0]));
25. //读出数据并还原为对象
26. for(inti=0;i<members.length;i++)
27. {
28. //读出UTF字符串
29. String name =dataInputStream.readUTF();
30. //读出int数据
31. int score =dataInputStream.readInt();
32. members[i] = newMember(name,score);
33. }
34. //关闭流
35. dataInputStream.close();
36. //显示还原后的数据
37. for(Member member : members)
38. {
39. System.out.printf("%s\t%d%n",member.getName(),member.getAge());
40. }
41. }
42. catch(IOException e)
43. {
44. e.printStackTrace();
45. }
46. }
47. }

5.PushbackInputStream类继承了FilterInputStream类是iputStream类的修饰者。提供可以
将数据插入到输入流前端的能力(当然也可以做其他操作)。简而言之PushbackInputStream类的作用就是能够在读取缓冲区的时候提前知道下
一个字节是什么，其实质是读取到下一个字符后回退的做法，这之间可以进行很多操作，这有点向你把读取缓冲区的过程当成一个数组的遍历，遍历到某个字符的时候可以进行的操作，当然，如果要插入，能够插入的最大字节数是与推回缓冲区的大小相关的，插入字符肯定不能大于缓冲区吧！下面是一个示例。

1. package com.hxw.io;
2. import java.io.ByteArrayInputStream; //导入ByteArrayInputStream的包
3. import java.io.IOException;
4. import java.io.PushbackInputStream;
5. /**
6. * 回退流操作
7. * */
8. public class PushBackInputStreamDemo {
9. public static void main(String[] args) throws IOException {
10. String str = "hello,rollenholt";
11. PushbackInputStream push = null; // 声明回退流对象
12. ByteArrayInputStream bat = null; // 声明字节数组流对象
13. bat = new ByteArrayInputStream(str.getBytes());
14. push = new PushbackInputStream(bat); // 创建回退流对象，将拆解的字节数组流传入
15. int temp = 0;
16. while ((temp = push.read()) != -1) { // push.read()逐字节读取存放在temp中，如果读取完成返回-1
17. if (temp == ',') { // 判断读取的是否是逗号
18. push.unread(temp); //回到temp的位置
19. temp = push.read(); //接着读取字节
20. System.out.print("(回退" + (char) temp + ") "); // 输出回退的字符
21. } else {
22. System.out.print((char) temp); // 否则输出字符
23. }
24. }
25. }
26. }

6.SequenceInputStream:有些情况下，当我们需要从多个输入流中向程序读入数据。此时，可以使用合并流，将多个输入
流合并成一个SequenceInputStream流对象。SequenceInputStream会将与之相连接的流集组合成一个输入流并从第一个输
入流开始读取，直到到达文件末尾，接着从第二个输入流读取，依次类推，直到到达包含的最后一个输入流的文件末尾为止。
合并流的作用是将多个源合并合一个源。其可接收枚举类所封闭的多个字节流对象。

1. package com.hxw.io;
2. import java.io.*;
3. import java.util.Enumeration;
4. import java.util.Vector;
5. public class SequenceInputStreamTest {
6. /**
7. * @param args
8. *            SequenceInputStream合并流，将与之相连接的流集组合成一个输入流并从第一个输入流开始读取，
9. *            直到到达文件末尾，接着从第二个输入流读取，依次类推，直到到达包含的最后一个输入流的文件末尾为止。
10. *            合并流的作用是将多个源合并合一个源。可接收枚举类所封闭的多个字节流对象。
11. */
12. public static void main(String[] args) {
13. doSequence();
14. }
15. private static void doSequence() {
16. // 创建一个合并流的对象
17. SequenceInputStream sis = null;
18. // 创建输出流。
19. BufferedOutputStream bos = null;
20. try {
21. // 构建流集合。
22. Vector<InputStream> vector = new Vector<InputStream>();
23. vector.addElement(new FileInputStream("D:\text1.txt"));
24. vector.addElement(new FileInputStream("D:\text2.txt"));
25. vector.addElement(new FileInputStream("D:\text3.txt"));
26. Enumeration<InputStream> e = vector.elements();
27. sis = new SequenceInputStream(e);
28. bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("D:\text4.txt"));
29. // 读写数据
30. byte[] buf = new byte[1024];
31. int len = 0;
32. while ((len = sis.read(buf)) != -1) {
33. bos.write(buf, 0, len);
34. bos.flush();
35. }
36. } catch (FileNotFoundException e1) {
37. e1.printStackTrace();
38. } catch (IOException e1) {
39. e1.printStackTrace();
40. } finally {
41. try {
42. if (sis != null)
43. sis.close();
44. } catch (IOException e) {
45. e.printStackTrace();
46. }
47. try {
48. if (bos != null)
49. bos.close();
50. } catch (IOException e) {
51. e.printStackTrace();
52. }
53. }
54. }
55. }

7.PrintStream 说这个名字可能初学者不熟悉，如果说System.out.print()你肯定熟悉，System.out这个对象就是PrintStream，这个我们不做过多示例

三、字符流（顾名思义，就是操作字符文件的流）

1.java
使用Unicode存储字符串，在写入字符流时我们都可以指定写入的字符串的编码。前面介绍了不用抛异常的处理字节型数据的流
ByteArrayOutputStream，与之对应的操作字符类的类就是CharArrayReader,CharArrayWriter类，这里也
会用到缓冲区，不过是字符缓冲区，一般讲字符串放入到操作字符的io流一般方法是

CharArrayReaderreader=mew CharArrayReader(str.toCharArray());
一旦会去到CharArrayReader实例就可以使用CharArrayReader访问字符串的各个元素以执行进一步读取操作。不做例子

2.我们用FileReader ，PrintWriter来做示范

1. package com.hxw.io;
2. import java.io.FileNotFoundException;
3. import java.io.FileReader;
4. import java.io.IOException;
5. import java.io.PrintWriter;
6. import java.nio.CharBuffer;
7. public class Print {
8. /**
9. * @param args
10. */
11. public static void main(String[] args) {
12. // TODO自动生成的方法存根
13. char[] buffer=new char[512];   //一次取出的字节数大小,缓冲区大小
14. int numberRead=0;
15. FileReader reader=null;        //读取字符文件的流
16. PrintWriter writer=null;    //写字符到控制台的流
17. try {
18. reader=new FileReader("D:/David/Java/java 高级进阶/files/copy1.txt");
19. writer=new PrintWriter(System.out);  //PrintWriter可以输出字符到文件，也可以输出到控制台
20. while ((numberRead=reader.read(buffer))!=-1) {
21. writer.write(buffer, 0, numberRead);
22. }
23. } catch (IOException e) {
24. // TODO自动生成的 catch 块
25. e.printStackTrace();
26. }finally{
27. try {
28. reader.close();
29. } catch (IOException e) {
30. // TODO自动生成的 catch 块
31. e.printStackTrace();
32. }
33. writer.close();       //这个不用抛异常
34. }
35. }
36. }

3.相对我们前面的例子是直接用FileReader打开的文件，我们这次使用链接流，一般比较常用的都用链接流，所谓链接流就是就多次
对流的封装，这样能更好的操作个管理数据，（比如我们利用
DataInputStream（BufferedInputStream(FileInputStream)）将字节流层层包装后，我们可以读取
readByte(),readChar()这样更加具体的操作，注意，该流属于字节流对字符进行操作，）字符流用CharArrayReader就可以
了。下面的示例我们将用到j2se
5中的一个可变参数进行一个小度扩展。使用BufferedWriter
和BufferedReader用文件级联的方式进行写入，即将多个文件写入到同一文件中（自带缓冲区的输出输出流BufferedReader和
BufferedWriter,该流最常用的属readLine()方法了，读取一行数据，并返回String）。

1. package com.hxw.io;
2. import java.io.BufferedReader;
3. import java.io.BufferedWriter;
4. import java.io.FileReader;
5. import java.io.FileWriter;
6. import java.io.IOException;
7. import java.util.Iterator;
8. public class FileConcatenate {
9. /**
10. * 包装类进行文件级联操作
11. */
12. public static void main(String[] args) {
13. // TODO自动生成的方法存根
14. try {
15. concennateFile(args);
16. } catch (IOException e) {
17. // TODO自动生成的 catch 块
18. e.printStackTrace();
19. }
20. }
21. public static voidconcennateFile(String...fileName) throws IOException{
22. String str;
23. //构建对该文件您的输入流
24. BufferedWriter writer=new BufferedWriter(new FileWriter("D:/David/Java/java 高级进阶/files/copy2.txt"));
25. for(String name: fileName){
26. BufferedReader reader=new BufferedReader(new FileReader(name));
27. while ((str=reader.readLine())!=null) {
28. writer.write(str);
29. writer.newLine();
30. }
31. }
32. }
33. }

4.Console类,该类提供了用于读取密码的方法，可以禁止控制台回显并返回char数组，对两个特性对保证安全有作用，平时用的不多，了解就行。

5.StreamTokenizer 类，这个类非常有用，它可以把输入流解析为标记（token）, StreamTokenizer

并非派生自InputStream或者OutputStream，而是归类于io库中，因为StreamTokenizer只处理InputStream
对象。

首先给出我的文本文件内容：

'水上漂'

青青草

"i love wyhss"

{3211}

23223 3523

i love wyh ，。

. ,

下面是代码：

1. package com.hxw.io;
2. import java.io.BufferedReader;
3. import java.io.FileReader;
4. import java.io.IOException;
5. import java.io.StreamTokenizer;
6. /**
7. * 使用StreamTokenizer来统计文件中的字符数
8. * StreamTokenizer 类获取输入流并将其分析为“标记”，允许一次读取一个标记。
9. * 分析过程由一个表和许多可以设置为各种状态的标志控制。
10. * 该流的标记生成器可以识别标识符、数字、引用的字符串和各种注释样式。
11. *
12. *  默认情况下，StreamTokenizer认为下列内容是Token: 字母、数字、除C和C++注释符号以外的其他符号。
13. *  如符号"/"不是Token，注释后的内容也不是，而"\"是Token。单引号和双引号以及其中的内容，只能算是一个Token。
14. *  统计文章字符数的程序，不是简单的统计Token数就万事大吉，因为字符数不等于Token。按照Token的规定，
15. *  引号中的内容就算是10页也算一个Token。如果希望引号和引号中的内容都算作Token，应该调用下面的代码：
16. *    st.ordinaryChar('\'');
17. * st.ordinaryChar('\"');
18. */
19. public class StreamTokenizerExample {
20. /**
21. * 统计字符数
22. * @param fileName 文件名
23. * @return    字符数
24. */
25. public static void main(String[] args) {
26. String fileName = "D:/David/Java/java 高级进阶/files/copy1.txt";
27. StreamTokenizerExample.statis(fileName);
28. }
29. public static long statis(String fileName) {
30. FileReader fileReader = null;
31. try {
32. fileReader = new FileReader(fileName);
33. //创建分析给定字符流的标记生成器
34. StreamTokenizer st = new StreamTokenizer(new BufferedReader(
35. fileReader));
36. //ordinaryChar方法指定字符参数在此标记生成器中是“普通”字符。
37. //下面指定单引号、双引号和注释符号是普通字符
38. st.ordinaryChar('\'');
39. st.ordinaryChar('\"');
40. st.ordinaryChar('/');
41. String s;
42. int numberSum = 0;
43. int wordSum = 0;
44. int symbolSum = 0;
45. int total = 0;
46. //nextToken方法读取下一个Token.
47. //TT_EOF指示已读到流末尾的常量。
48. while (st.nextToken() !=StreamTokenizer.TT_EOF) {
49. //在调用 nextToken 方法之后，ttype字段将包含刚读取的标记的类型
50. switch (st.ttype) {
51. //TT_EOL指示已读到行末尾的常量。
52. case StreamTokenizer.TT_EOL:
53. break;
54. //TT_NUMBER指示已读到一个数字标记的常量
55. case StreamTokenizer.TT_NUMBER:
56. //如果当前标记是一个数字，nval字段将包含该数字的值
57. s = String.valueOf((st.nval));
58. System.out.println("数字有："+s);
59. numberSum ++;
60. break;
61. //TT_WORD指示已读到一个文字标记的常量
62. case StreamTokenizer.TT_WORD:
63. //如果当前标记是一个文字标记，sval字段包含一个给出该文字标记的字符的字符串
64. s = st.sval;
65. System.out.println("单词有： "+s);
66. wordSum ++;
67. break;
68. default:
69. //如果以上3中类型都不是，则为英文的标点符号
70. s = String.valueOf((char) st.ttype);
71. System.out.println("标点有： "+s);
72. symbolSum ++;
73. }
74. }
75. System.out.println("数字有 " + numberSum+"个");
76. System.out.println("单词有 " + wordSum+"个");
77. System.out.println("标点符号有： " + symbolSum+"个");
78. total = symbolSum + numberSum +wordSum;
79. System.out.println("Total = " + total);
80. return total;
81. } catch (Exception e) {
82. e.printStackTrace();
83. return -1;
84. } finally {
85. if (fileReader != null) {
86. try {
87. fileReader.close();
88. } catch (IOException e1) {
89. }
90. }
91. }
92. }
93. }

运行结果为：

标点有： '

单词有： 水上漂

标点有： '

单词有： 青青草

标点有： "

单词有： i

单词有： love

单词有： wyh

单词有： ss

标点有： "

标点有： {

数字有：3211.0

标点有： }

数字有：23223.0

数字有：35.23

单词有： i

单词有： love

单词有： wyh

单词有： ，。

数字有：0.0

标点有： ,

数字有 4个

单词有 10个

标点符号有： 7个

Total= 21

我们从其中可以看到很多东西：

1.一个单独的小数点“.”是被当做一个数字来对待的，数字的值为0.0；

2.一串汉字只要中间没有符号（空格回车 分号等等）都是被当做一个单词的。中文的标点跟中文的汉字一样处理

3.如果不对引号化成普通字符，一个引号内的内容不论多少都被当做是一个标记。

4.该类能够识别英文标点

6. java
io里面还有其他接口类似Serializable接口的子接口Externalizable接口，比Serializable复杂一些，这里不再介绍。
还有关于java对象版本化的东西感兴趣的可以百度。java nio的东西这里没有涉及，后续会结合到线程再发一篇文章专门解析这个东西。