Java.io 包（字节流）

I/O流概述

在 Java 中，把不同类型的输入、输出源抽象为流（Stream），而其中输入或输出的数据则称为数据流（Data Stream），用统一的接口表示，从而使程序设计简单明了。流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

字节流基类

字节流主要操作byte类型数据，以byte数组为准，java 中每一种字节流的基本功能依赖于基本类 InputStream 和 Outputstream，他们是抽象类，不能直接使用。字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等）。

• InputStream

此抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。InputStream 是从装置来源地读取数据的抽象表示，例如 System 中的标准输入流 in 对象就是一个InputStream 类型的实例。

只有默认的无参构造器，类中定义的其它方法如下：

| 方法 | 描述 |
|------|------|
| int available() | 返回此输入流下一个方法调用可以不受阻塞地从此输入流读取（或跳过）的估计字节数。 |
| void close() | 关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。 |
| void mark(int readlimit) | 在此输入流中标记当前的位置。 |
| boolean markSupported() | 测试此输入流是否支持 mark 和 reset 方法。 |
| **abstract** int read() | 从输入流中读取数据的下一个字节。 |
| int read(byte[] b) | 从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储在**缓冲区数组** b 中。 |
| int read(byte[] b, int off, int len)  | 将输入流中最多 len 个数据字节读入 byte[off] 至 byte[off + len -1]。 |
| void reset() | 将此流重新定位到最后一次对此输入流调用 mark 方法时的位置。 |
| long skip(long n) | 跳过和丢弃此输入流中数据的 n 个字节。 |
>
>对于三个read()方法，若返回-1，表明流结束，否则，返回**实际读取的字符数**。

• OutputStream

此抽象类是表示输出字节流的所有类的超类。输出流接受输出字节并将这些字节发送到某个接收器。例如 System 中的标准输出流对象 out 其类型是java.io.PrintStream，这个类是 OutputStream 的子类。

只有默认的无参构造器，类中定义的其它方法如下：

| 方法 | 描述 |
|------|------|
| void	close() | 关闭此输出流并释放与此流有关的所有系统资源。|
| void	flush() | **刷新**此输出流并**强制写出**所有缓冲的输出字节。|
| void	write(byte[] b) | 将 b.length 个字节从指定的 byte 数组写入此输出流。|
| void	write(byte[] b, int off, int len) | 将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。|
| **abstract**  void	write(int b) | 将指定的字节写入此输出流。|

一般来说，很少直接实现 InputStream 或 OutputStream 上的方法，因为这些方法比较低级，通常会实现它们的子类。

文件流

• File 类

首先来了解一下File类。Java文件类以抽象的方式代表文件名和目录路径名。该类主要用于文件和目录的创建、文件的查找和文件的删除等。

构造方法：

//根据 parent 抽象路径名和 child 路径名字符串创建一个新 File 实例。
File(File parent, String child);
//通过将给定路径名字符串转换为抽象路径名来创建一个新 File 实例。
File(String pathname);
// 根据 parent 路径名字符串和 child 路径名字符串创建一个新 File 实例。
File(String parent, String child);
// 通过将给定的 file: URI 转换为一个抽象路径名来创建一个新的 File 实例。
File(URI uri);

经常使用File类的下列方法获取文件本身的一些信息:

| 方法 | 描述 |
|-----|-----|
| public String getName() | 获取文件的名字。 |
| public boolean canRead() | 判断文件是否是可读的。 |
| public boolean canWrite() | 判断文件是否是可被写入的。|
| public boolean exits() | 判断文件是否存在。 |
| public long length() | 获取文件的长度（单位是字节）。 |
| public String getAbsolutePath() | 获取文件的绝对路径。 |
| public String getParent() | 获取文件的父目录。 |
| public boolean isFile() | 判断文件是否是一个正常文件，而不是目录。 |
| public boolean isDirectory() | 判断文件是否是有个目录。 |
| public boolean isHidden() | 判断文件是否是隐藏文件。 |
| public long lastModified() | 获取文件最后修改的时间（返回距1970.01.01的毫秒数）。
>
>关于目录、文件创建与删除等内容不做展开，可以去[JDK 1.6 在线中文手册](http://www.runoob.com/manual/jdk1.6/)中查看File类的方法。

java.io 包中所提供的文件操作类包括：

1. 用于读写本地文件系统中的文件：FileInputStream 和 FileOutputStream
2. 描述本地文件系统中的文件或目录：File、FileDescriptor 和 FilenameFilter
3. 提供对本地文件系统中文件的随机访问支持：RandomAccessFile

• FileInputStream

FileInputStream 类用于打开一个输入文件，若要打开的文件不存在，则会产生异常 FileNotFoundException，这是一个非运行时异常，必须捕获或声明抛弃。

构造方法：

//打开一个以 f 描述的文件作为输入
FileInputStream(File f);   
//打开一个文件路径名为 name 的文件作为输入
FileInputStream(String name);

从输入流中读取字节，可以用上面介绍的 InputStream 类中三个 read 方法。

• FileOutputStream

FileOutputStream 类用来打开一个输出文件，若要打开的文件不存在，则会创建一个新的文件，否则原文件的内容会被新写入的内容所覆盖。

构造方法：

//创建一个以 f 描述的文件作为输出
//如果文件存在，则其内容被清空
FileOutputStream(File f);
//创建一个文件路径名为 name 的文件作为输出
//文件如果已经存在，则其内容被清空
FileOutputStream(String name);
//创建一个文件路径名为 name 的文件作为输出
//文件如果已经存在，则在该输出上输出的内容被接到原有内容之后
FileOutputStream(String name, boolean append);

使用上面 OutputStream 类中介绍的 write() 方法把字节写入到输出流到达目的地，只要不关闭流，就可以一直调用顺序写入。

注：虽然 Java 在程序结束时自动关闭所有打开的流，但是当我们使用完流之后，显式地关闭任何打开的流仍是一个良好的习惯（调用 close() 方法）。原因是一个打开的流会占用一定的系统资源，关闭输出流还可以把该流缓冲区的内容冲洗掉，即写到它的目的地。

缓冲流

类 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 实现了带缓冲的过滤流，它提供了缓冲机制，把任意的 I/O 流“捆绑”到缓冲流上，可以提高 I/O 流的读取效率。在初始化时，除了要指定所连接的 I/O 流之外，还可以指定缓冲区的大小。

• BufferedInputStream

BufferedInputStream 的数据成员 buf 是一个位数组，默认为2048字节。当读取数据来源时例如文件，BufferedInputStream 会尽量将 buf 填满。当使用 read ()方法时，实际上是先读取 buf 中的数据，而不是直接对数据来源作读取。当 buf 中的数据不足时，BufferedInputStream 才会再实现给定的 InputStream 对象的 read() 方法，从指定的装置中提取数据。不过也可以使用 flush() 方法人为地将尚未填满的缓冲区中的数据送出。

构造方法:

BufferedInputStream(InputStream in);
BufferedInputStream(InputStream in, int size);

• BufferedOutputStream

BufferedOutputStream 的数据成员 buf 是一个位数组，默认为512字节。当使用 write() 方法写入数据时，实际上会先将数据写至 buf 中，当 buf 已满时才会实现给定的 OutputStream 对象的 write() 方法，将 buf 数据写至目的地，而不是每次都对目的地作写入的动作。

构造方法:

BufferedOutputStream(OutputStream out);
BufferedOutputStream(OutputStream out, int size);

数据流

接口 DataInput 和 DataOutput，设计了一种较为高级的数据输入输出方式：除了可处理字节和字节数组外，还可以处理 int、float、boolean等基本数据类型，这些数据在文件中的表示方式和它们在内存中的一样，无须转换，如 read(), readInt(), readByte()...; write(), writeChar(), writeBoolean()...此外，还可以用 readLine()方法读取一行信息。

数据流类 DateInputStream 和 DataOutputStream 的处理对象除了是字节或字节数组外，还可以实现对文件的不同数据类型的读写：

1. 分别实现了 DataInput 和 DataOutput 接口
2. 在提供字节流的读写手段同时，以统一的形式向输入流中写入 boolean，int，long，double 等基本数据类型，并可以再次把基本数据类型的值读取回来。
3. 提供了字符串读写的手段

相关知识

• 标准流

语言包 java.lang 中的 System 类管理标准输入/输出流和错误流。

1. System.in从 InputStream 中继承而来，用于从标准输入设备中获取输入数据（通常是键盘）
2. System.out从 PrintStream 中继承而来，把输入送到缺省的显示设备（通常是显示器）
3. System.err也是从 PrintStream 中继承而来，把错误信息送到缺省的显示设备（通常是显示器）

每当 main 方法被执行时，就会自动生产上述三个对象。

• 内存读写流

为了支持在内存上的 I/O，java.io 中提供了类：ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream 和 StringBufferInputStream

1. ByteArrayInputStream 可以从指定的字节数组中读取数据
2. ByteArrayOutputStream 中提供了缓冲区可以存放数据（缓冲区大小可以在构造方法中设定，缺省为32），可以用 write() 方法向其中写入数据，然后用 toByteArray() 方法将缓冲区中的有效字节写到字节数组中去。size() 方法可以知道写入的字节数；reset() 可以丢弃所有内容。
3. StringBufferInputStream 与 ByteArrayInputStream 相类似，不同点在于它是从字符缓冲区 StringBuffer 中读取16位的 Unicode 数据，而不是8位的字节数据（已被 StringReader 取代）

• 顺序输入流

java.io 中提供了类 SequenceInputStream，使应用程序可以将几个输入流顺序连接起来。顺序输入流提供了将多个不同的输入流统一为一个输入流的功能，这使得程序可能变得更加简洁。

参考资料

• 实验楼：JDK 核心 API
• Java2实用教程 （第三版）_ 耿祥义，张跃平