狂怼面试官——JAVA IO知识点梳理

2020-11-23 本文已影响0人 Java柱柱

Java对数据的操作是通过流的方式，io是java中实现输入输出的基础，它可以很方便的完成数据的输入输出操作，Java把不同的输入输出抽象为流，通过流的方式允许Java程序使用相同的方式来访问不同的输入、输出。

补充( File )

构造函数

//构造函数File(String pathname)
File f1 =new File("c:\\abc\\1.txt");
//File(String parent,String child)
File f2 =new File("c:\\abc","2.txt");
//File(File parent,String child)
File f3 =new File("c:"+File.separator+"abc");//separator 跨平台分隔符
File f4 =new File(f3,"3.txt");
System.out.println(f1);//c:\abc\1.txt

创建与删除方法

//如果文件存在返回false，否则返回true并且创建文件 
boolean createNewFile();
//创建一个File对象所对应的目录，成功返回true，否则false。且File对象必须为路径而不是文件。只会创建最后一级目录，如果上级目录不存在就抛异常。
boolean mkdir();
//创建一个File对象所对应的目录，成功返回true，否则false。且File对象必须为路径而不是文件。创建多级目录，创建路径中所有不存在的目录
boolean mkdirs()    ;
//如果文件存在返回true并且删除文件，否则返回false
boolean delete();
//在虚拟机终止时，删除File对象所表示的文件或目录。
void deleteOnExit();

判断方法

boolean canExecute()    ;//判断文件是否可执行
boolean canRead();//判断文件是否可读
boolean canWrite();//判断文件是否可写
boolean exists();//判断文件是否存在
boolean isDirectory();//判断是否是目录
boolean isFile();//判断是否是文件
boolean isHidden();//判断是否是隐藏文件或隐藏目录
boolean isAbsolute();//判断是否是绝对路径 文件不存在也能判断

获取方法

String getName();//返回文件或者是目录的名称
String getPath();//返回路径
String getAbsolutePath();//返回绝对路径
String getParent();//返回父目录，如果没有父目录则返回null
long lastModified();//返回最后一次修改的时间
long length();//返回文件的长度
File[] listRoots();// 列出所有的根目录（Window中就是所有系统的盘符）
String[] list() ;//返回一个字符串数组，给定路径下的文件或目录名称字符串
String[] list(FilenameFilter filter);//返回满足过滤器要求的一个字符串数组
File[]  listFiles();//返回一个文件对象数组，给定路径下文件或目录
File[] listFiles(FilenameFilter filter);//返回满足过滤器要求的一个文件对象数组

以上方法中包含了一个重要的接口 FileNameFilter ，该接口是个文件过滤器，包含了一个 accept(File dir,String name) 方法，该方法依次对指定File的所有子目录或者文件进行迭代，按照指定条件，进行过滤，过滤出满足条件的所有文件。

// 文件过滤
        File[] files = file.listFiles(new FilenameFilter() {
            @Override
            public boolean accept(File file, String filename) {
                return filename.endsWith(".mp3");
            }
        });

关于IO

流有输入和输出，输入时是流从数据源流向程序。输出时是流从程序传向数据源，而数据源可以是内存，文件，网络或程序等。

输入流：只能从中读取数据，而不能向其写入数据。(输入程序)

输出流：只能向其写入数据，而不能从中读取数据。（程序输出）

同步io与异步io

同步io：

读写io时代码等待数据返回后才继续执行后续代码代码编写简单，cpu执行效率低

异步io：

读写io时仅发出请求，然后立刻执行后续代码代码编写复杂，cpu执行效率高

JDK提供的java.io是同步io，java.nio是异步io

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字节流和字符流

字节流和字符流和用法几乎完全一样，区别在于字节流和字符流所操作的数据单元不同。

字符流的由来：因为数据编码的不同，而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时，去查了指定的码表。字节流和字符流的区别：

读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位，字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。
处理对象不同：字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等），而字符流只能处理字符类型的数据。

注：只要是处理纯文本数据，就优先考虑使用字符流。除此之外都使用字节流。

节点流(低级流)和处理流(高级流)

节点流：直接从数据源获取信息的流

//节点流，直接传入的参数是IO设备
FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt");

处理流：从别的流中获取信息，进行封装或连接的流

//处理流，直接传入的参数是流对象
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);

处理流的好处

当使用处理流进行输入/输出时，程序并不会直接连接到实际的数据源，没有和实际的输入/输出节点连接。使用处理流的一个明显好处是，只要使用相同的处理流，程序就可以采用完全相同的输入/输出代码来访问不同的数据源，随着处理流所包装节点流的变化，程序实际所访问的数据源也相应地发生变化。

实际上，Java使用处理流来包装节点流是一种典型的 装饰器设计模式 ，通过使用处理流来包装不同的节点流，既可以消除不同节点流的实现差异，也可以提供更方便的方法来完成输入/输出功能。

四大基类

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InputStream , Reader , OutputStream , Writer ，这四大抽象基类，本身并不能创建实例来执行输入/输出，但它们将成为所有输入/输出流的模版，所以它们的方法是所有输入/输出流都可以使用的方法。类似于集合中的Collection接口。

注意：在执行完流操作后，要调用 close() 方法来关系输入流，因为程序里打开的IO资源不属于内存资源，垃圾回收机制无法回收该资源，所以应该显式关闭文件IO资源。

1. InputStream

InputStream 是所有的输入字节流的父类，它是一个抽象类，主要包含三个方法：

//读取一个字节并以整数的形式返回(0~255),如果返回-1已到输入流的末尾。 
int read() ； 
//读取一系列字节并存储到一个数组buffer，返回实际读取的字节数，如果读取前已到输入流的末尾返回-1。 
int read(byte[] buffer) ； 
//读取length个字节并存储到一个字节数组buffer，从off位置开始存,最多len， 返回实际读取的字节数，如果读取前以到输入流的末尾返回-1。 
int read(byte[] buffer, int off, int len) ；

2. Reader

Reader 是所有的输入字符流的父类，它是一个抽象类，主要包含三个方法：

//读取一个字符并以整数的形式返回(0~255),如果返回-1已到输入流的末尾。 
int read() ； 
//读取一系列字符并存储到一个数组buffer，返回实际读取的字符数，如果读取前已到输入流的末尾返回-1。 
int read(char[] cbuf) ； 
//读取length个字符,并存储到一个数组buffer，从off位置开始存,最多读取len，返回实际读取的字符数，如果读取前以到输入流的末尾返回-1。 
int read(char[] cbuf, int off, int len)

InputStream和Reader还支持如下方法来移动流中的指针位置：

//在此输入流中标记当前的位置
//readlimit - 在标记位置失效前可以读取字节的最大限制。
void mark(int readlimit)
// 测试此输入流是否支持 mark 方法
boolean markSupported()
// 跳过和丢弃此输入流中数据的 n 个字节/字符
long skip(long n)
//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
void reset()

3. OutputStream

OutputStream 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类，主要包含如下四个方法：

//向输出流中写入一个字节数据,该字节数据为参数b的低8位。 
void write(int b) ; 
//将一个字节类型的数组中的数据写入输出流。 
void write(byte[] b); 
//将一个字节类型的数组中的从指定位置（off）开始的,len个字节写入到输出流。 
void write(byte[] b, int off, int len); 
//将输出流中缓冲的数据全部写出到目的地。 
void flush();

4. Writer

Writer 是所有的输出字符流的父类，它是一个抽象类,主要包含如下六个方法：

//向输出流中写入一个字符数据,该字节数据为参数b的低16位。 
void write(int c); 
//将一个字符类型的数组中的数据写入输出流， 
void write(char[] cbuf) 
//将一个字符类型的数组中的从指定位置（offset）开始的,length个字符写入到输出流。 
void write(char[] cbuf, int offset, int length); 
//将一个字符串中的字符写入到输出流。 
void write(String string); 
//将一个字符串从offset开始的length个字符写入到输出流。 
void write(String string, int offset, int length); 
//将输出流中缓冲的数据全部写出到目的地。 
void flush()

可以看出，Writer比OutputStream多出两个方法，主要是支持写入字符和字符串类型的数据。

使用Java的IO流执行输出时，不要忘记关闭输出流，关闭输出流除了可以保证流的物理资源被回收之外，还能将输出流缓冲区的数据flush到物理节点里（因为在执行close()方法之前，自动执行输出流的flush()方法）

四大基类细分流

文件字符输入流（FileReader）

作用:把硬盘文件中的数据以字符的方式读取到内存中

构造方法:

FileReader(File file);//在给定从中读取数据的 File 的情况下创建一个新 FileReader。
FileReader(FileDescriptor fd);//在给定从中读取数据的 FileDescriptor 的情况下创建一个新 FileReader。
FileReader(String fileName);//在给定从中读取数据的文件名的情况下创建一个新 FileReader。

文件字符输出流（FileWriter）

作用：把内存中的数据写入到文件中

构造方法:

FileWriter(String fileName);//根据给定的文件名构造一个 FileWriter 对象。
FileWriter(File file);//根据给定的 File 对象构造一个 FileWriter 对象。

文件字节输入流 ( FileInputStream )

使用输入流的4个基本步骤

设定输入流的源。
创建指向源的输入流。
让输入流读取源中的数据。
关闭输入流。

构造方法：

// 通过打开一个到实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件通过文件系统中的File对象file指定
 FileInputStream(File file);
 // 通过打开一个到实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件通过文件系统中的路径name指定
 FileInputStream(String name);

使用输入流读取文件

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，返回实际读取的字节数目。到达尾部返回-1.
int read(byte[] b, int off, int len)//将输入流中最多 len 个数据字节读入 byte 数组。返回实际读取的字节数目。到达尾部返回-1。off指定从某个位置开始存取。
long skip()//从源中读取单个字节的数据，该方法返回字节值（0-255），未读取出字节返回-1。
void close()//关闭流

使用实例

public static void main(String[] args) throws IOException {
        String path = FileInputStreamDemo.class.getResource("/").getPath() + "test.txt";
        System.out.println("获取文件路径:" + path);
        File file = new File(path);
        //以File为构造函数对象
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);
        //以字符串path为构造函数对象
        FileInputStream fileInputStream2 = new FileInputStream(path);
        String s = new String();
        byte[] b = new byte[1024];
        int length=0;
        if((length = fileInputStream.read(b))!=-1) {
            s+=new String(b,"GBK");
            System.out.println(s);
        }
        fileInputStream.close();
        fileInputStream2.close();

文件字节输出流( FileOutputStream )

设定输出流的目的地。
创建指定目的地的输出流。
让输出流把数据写入到目的地。
关闭输出流。

构造方法

如果对文件读取需求比较简单，可以使用==文件字节输出流FileOutputStream类。==字节文件输出流是用于将数据写入到File，从程序中写入到其他位置。

FileOutputStream(File file)// 创建一个向指定File对象表示的文件中写入数据的文件输出流
FileOutputStream(File file, boolean append)// 创建一个向指定File对象表示的文件中写入数据的文件输出流,append为true则是在文件后面追加写入
FileOutputStream(String name)// 创建一个向具有指定名称的文件中写入数据的输出文件流
FileOutputStream(String name, boolean append)//创建一个向具有指定name的文件中写入数据的输出文件流,append为true则是在文件后面追加写入

使用输出流写字节

字节输出流的write方法以字节为单位向目的地写入单个数据。

void write(int n)输出流调用该方法向目的地写入单个字节。
void write(byte b[])输出流调用该方法向目的地写入一个字节数组。
void write(byte b[],int off,int len)给定字节数组中起始于偏移量off处取len个字节写到目的地。
void close()关闭输出流

使用实例

public static void main(String[] args) throws IOException {
        String path = FileInputStreamDemo.class.getResource("/").getPath() + "test.txt";
        System.out.println("获取文件路径:" + path);
        File file = new File(path);
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file);
        FileOutputStream fileOutputStream2 = new FileOutputStream(path);
        String s = " good!";
        byte[] b;
        b=s.getBytes();
        fileOutputStream.write(b);
        fileOutputStream.close();
        fileOutputStream2.close();
    }

缓冲流

缓冲流概述

缓冲流是对文件流处理的一种流，增强了读写文件的能力。够更高效的读写信息。因为缓冲流先将数据缓存起来，然后一起写入或读取出来。

flush() 和 close() flush 是从缓冲区把文件写出， close 是将文件从缓冲区内写出并且关闭相应的流。

字节缓冲流:BufferedInputStream，BufferedOutputStream

字符缓冲流:BufferedReader，BufferedWriter

1. BufferedOutputStream

继承父类(OutputStream)共性成员方法

构造方法:

BufferedOutputStream(OutputStream out);//创建一个新的缓冲输出流，以将数据写入指定的底层输出流。
BufferedOutputStream(OutputStream out, int size);//创建一个新的缓冲输出流，以将具有指定缓冲区大小的数据写入指定的底层输出流。

注意:相比于字节输出流，使用缓冲字节输出流的时候需要flush将字节压入文件

2.BufferedInputStream

继承父类(InputStream)共性成员方法

构造方法:

BufferedInputStream(InputStream in);//创建一个 BufferedInputStream 并保存其参数，即输入流 in，以便将来使用。
BufferedInputStream(InputStream in, int size);//创建具有指定缓冲区大小的 BufferedInputStream 并保存其参数，即输入流 in，以便将来使用。

3.BufferedWriter

继承父类(Writer)共性成员方法

构造方法:

BufferedWriter(Writer out);//创建一个使用默认大小输出缓冲区的缓冲字符输出流。
BufferedWriter(Writer out, int sz);//创建一个使用给定大小输出缓冲区的新缓冲字符输出流。

特有成员方法: void newLine();//写入一个行分隔符。

4.BufferedReader

继承父类(Reader)共性成员方法

构造方法:

BufferedReader(Reader in);//创建一个使用默认大小输入缓冲区的缓冲字符输入流。
BufferedReader(Reader in, int sz);//创建一个使用指定大小输入缓冲区的缓冲字符输入流。

特有成员方法: String readLine();//读取一个文本行。(到达末尾返回null)

随机流

概述

RandomAccessFile类创建的流称作随机流，RandomAccessFile类既不是InputStream类的子类，也不是OutputStream类的子类。

当准备对一个文件进行读写操作时，创建一个指向该文件的随机流即可，这样既可以从这个流中读取文件的数据，也可以通过这个流写入数据到文件。

构造方法

RandomAccessFile(String name, String mode): 参数name用来确定一个文件名，给出创建的流的源，也是流的目的地。参数mode取r(只读)或rw（可读写），决定创建的流对文件的访问权力。

数组流

流的源和目的地除了可以是文件，还可以是计算机内存。不需要手动关闭流。只有字节流，没有字符流

字节数组输入流（ByteArrayInputStream）

byte[] src = "IO is easy".getBytes();
InputStream is = new ByteArrayInputStream(src);
byte[] flush = new byte[1024];
int len =-1;
while(len=is.read(flush)!=-1){
 String str = new String(flush,o,len);
 System.out.println(str);
}

字节数组输出流（ByteArrayOutputStream）

byte[] dest = null;//其实可以不用，为了风格统一
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
String str = "IO is easy";
byte[] datas=str.getBytes();//字符串--->字节数组（编码）
baos.write(datas,0,datas.length);
baos.flush();
dest = baos.toByteArray();//获取数据
System.out.println(dest.length + new String(dest,0,dest.length));

数据流

概述

数据输入流DataInputStream允许应用程序以与机器无关方式从底层输入流中读取基本Java数据类型。应用程序可以使用数据输出流写入稍后由数据输入流读取的数据。

例子

import java.io.*;
public class text1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
 DataInputStream dis = new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("aa.txt")));
 DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("aa.txt")));
 dos.writeUTF("行大旺");
 dos.writeInt(18);
 dos.writeBoolean(false);
 dos.writeChar('a');
 dos.flush();
 String msg = dis.readUTF();
 int age = dis.readInt();
 boolean flag = dis.readBoolean();
 char ch = dis.readChar();
 System.out.println(msg);
 System.out.println(age);
 System.out.println(flag);
 System.out.println(ch);
 dos.close();
 dis.close();
}
}

对象流(序列化与反序列化)

对象流可以将一个对象写出，或者读取一个对象到程序中，也就是执行了序列化和反序列化的操作

序列化将把一个Java对象变成二进制内容(byte[])存放到某种类型的永久存储器上称为保持。如果一个对象可以被存放到磁盘或磁带上，或者可以发送到另外一台机器并存放到存储器或磁盘上，那么这个对象就被称为可保持的。

反序列化是指把一个二进制内容(byte[])变成Java对象

使用ObjectOutputStream和ObjectInputStream实现序列化和反序列化 readObject()可能抛出的异常:

ClassNotFoundException:没有找到对应的Class
InvalidClassException:Class不匹配
反序列化由JVM直接构造出Java对象，不调用构造方法
可设置serialVersionUID作为版本号(非必需)：

在对象里手动添加序列号: private static final long serialVersionUID=数字 ;

注意:

序列化与反序列化的对象需要实现 Serializable 接口( Serializable 是标记接口)
静态对象无法被序列化。
被transient修饰的成员变量不能被序列化
ObjectOutputStream:对象的序列化流(方法:writeObject(p);写入对象)

作用:

把对象以流的方式写入到文件中保存，叫写对象也叫序列化

构造方法:

ObjectOutputStream(OutputStream out);//创建写入指定 OutputStream 的 ObjectOutputStream。

特有成员方法

void writeObject(Object obj);//将指定的对象写入 ObjectOutputStream。

ObejctInputStream:对象的返序列化流(方法:readObject():读对象)

作用:

把文件中保存的对象，以流的方式读取出来，叫做读对象，也叫对象的返序列化

构造方法:

ObjectInputStream(InputStream in);//创建从指定 InputStream 读取的 ObjectInputStream。

特有成员方法

Object readObject();//从 ObjectInputStream 读取对象。

序列化实例

// 将Account对象保存到文件中
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
oos.writeObject(account);
oos.flush();

// 读取Account的内容
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
Account account2 = (Account)ois.readObject();

由于在保存Account对象后修改了Account的结构，会导致serialVersionUID的值发生变化，在读文件（反序列化）的时候就会出错。所以为了更好的兼容性，在序列化的时候，最好将serialVersionUID的值设置为固定的。

public class Account implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private int age;
    private long birthday;
    private String name;
}

来源：https://www.tuicool.com/articles/vmUJNnv

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补充( File )

构造函数

创建与删除方法

判断方法

获取方法

关于IO

同步io与异步io

同步io：

异步io：

字节流和字符流

注：只要是处理纯文本数据，就优先考虑使用字符流。 除此之外都使用字节流。

节点流(低级流)和处理流(高级流)

处理流的好处

四大基类

1. InputStream

2. Reader

InputStream和Reader还支持如下方法来移动流中的指针位置：

3. OutputStream

4. Writer

使用Java的IO流执行输出时，不要忘记关闭输出流，关闭输出流除了可以保证流的物理资源被回收之外，还能将输出流缓冲区的数据flush到物理节点里（因为在执行close()方法之前，自动执行输出流的flush()方法）

四大基类细分流

文件字符输入流（FileReader）

构造方法:

文件字符输出流（FileWriter）

构造方法:

文件字节输入流 ( FileInputStream )

构造方法：

使用输入流读取文件

使用实例

文件字节输出流( FileOutputStream )

构造方法

使用输出流写字节

使用实例

缓冲流

缓冲流概述

1. BufferedOutputStream

构造方法:

2.BufferedInputStream

构造方法:

3.BufferedWriter

构造方法:

4.BufferedReader

构造方法:

随机流

概述

构造方法

数组流

字节数组输入流（ByteArrayInputStream）

字节数组输出流（ByteArrayOutputStream）

数据流

概述

例子

对象流(序列化与反序列化)

注意:

序列化实例

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