Java基础-IO流

1 File 类的使用

1.1 File类的概念

1.2 构造方法

1.3 常用方法

1.4 课后练习

2 IO流原理及流的分类

2.1 IO原理

2.2 流的分类

2.3 IO流体系

2.4 接口方法

2.4.1 InputStream & Reader相同点

2.4.2 InputStream方法详解

2.4.3 Reader方法详解

2.4.4 OutputStream & Writer相同点

2.4.5 OutputStream方法详解

2.4.6 Writer方法详解

3 节点流(或文件流)

3.1 读取文件通用步骤

3.2 FileReader read(char[] cbuf)方法读取文件

3.3 写出数据通用步骤

3.4 FileReader和FileWriter实现文本文件复制(不能实现非文本文件复制)

3.5 FileInputStream不能读取文本文件(复制操作可以)

3.6 FileInputStream和FileOutputStream读写非文本文件

3.7 FileInputStream和FileOutputStream复制文件

4 缓冲流

4.1 基本概念

4.2 原理图

4.3 缓冲流(字节型)实现非文本文件的复制

4.4 缓冲流与节点流读写速度对比

4.5 缓冲流(字符型)实现文本文件的复制

4.6 缓冲流课后练习

5 转换流

5.1 概述

5.2 原理图

5.3 转换流读取文件

5.4 转换流实现文件的读入和写出

5.5 字符编码

6 标准输入、输出流

7 打印流

8 数据流

9 对象流

9.1 对象序列化概念

9.2 对象流序列化与反序列化字符串操作

9.3 自定义类实现序列化与反序列化操作

9.3 serialVersionUID的理解

9.4 自定义类可序列化的其他要求

10 随机存取文件流

10.1 RandomAccessFile实现数据的读写操作

10.2 RandomAccessFile实现数据的插入

10.3 扩展

11 NIO.2中Path、Paths、Files类的使用

11.1 概述

10.2 Path接口

10.3 Files 类

1 File 类的使用

1.1 File类的概念

java.io.File类:文件和文件目录路径的抽象表示形式，与平台无关
File 能新建、删除、重命名文件和目录，但 File 不能访问文件内容本身。 如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入/输出流。
想要在Java程序中表示一个真实存在的文件或目录，那么必须有一个File对象，但是Java程序中的一个File对象，可能没有一个真实存在的文件或目录。
File对象可以作为参数传递给流的构造器

1.2 构造方法

/**
 * 1. File类的一个对象,代表一个文件或一个文件目录(俗称:文件夹)
 * 2. File类声明在java.io包下
 * 3. File类中涉及到关于文件或文件目录的创建/删除重命名/修改时间、文件大小等方法.并未涉及到写入或读取文件内容的操作。如果需要读取或写入文件内容.必须使用IO流来完成。
 * 4. 后续File类的对象常会作为参数传递到流的构造器中，指明读取或写入的"终点"。
 *
 */
public class FileTest {

    /*
    1.如何创建File类的实例
        1.1 File(String filePath)
             以pathname为路径创建File对象，可以是绝对路径或者相对路径，如果 pathname是相对路径，则默认的当前路径在系统属性user.dir中存储。
                绝对路径:是一个固定的路径,从盘符开始
                相对路径:是相对于某个位置开始

        1.2 File(String parentPath,String childPath)
             以parent为父路径，child为子路径创建File对象。

        1.3 File(File parentFile,String childPath)
             根据一个父File对象和子文件路径创建File对象
    2.
    相对路径：相较于某个路径下，指明的路径。
    绝对路径：包含盘符在内的文件或文件目录的路径

    3.路径分隔符
     windows:\\
     unix:/
     */

    @Test
    public void test01(){

        //构造器1
        File file1 = new File("hello1.txt");//相对于整个工程(即javaSE)
        File file2 = new File("hello.txt");//相对于整个工程(即javaSE)
        File file3 =  new File("/data/test/hello.txt");

        System.out.println("file1: "+file1 +" ============ file1 exists: "+file1.exists());
        System.out.println("file2: "+file2 +" ============ file2 exists: "+file2.exists());
        System.out.println("file3: "+file3 +" ============ file3 exists: "+file3.exists());


        //构造器2：
        File file4 = new File("/data", "test");
        System.out.println("file4: "+file4 +" ============ file4 exists: "+file4.exists());


        //构造器3：
        File file5 = new File(file4, "hello.txt");
        System.out.println("file5: "+file5 +" ============ file5 exists: "+file5.exists());
    }
}

--输出
file1: hello1.txt ============ file1 exists: false
file2: hello.txt ============ file2 exists: true
file3: /data/test/hello.txt ============ file3 exists: true
file4: /data/test ============ file4 exists: true
file5: /data/test/hello.txt ============ file5 exists: true

注意：图中hello.txt文件在javaSE下，与io文件夹同级别,可以看到hello.text在工程目录下能检索到，而hello1.txt在io模块下是检索不到的。

1.3 常用方法

获取文件路径/名称/大小

/*
       public String getAbsolutePath()：获取绝对路径
       public String getPath() ：获取路径
       public String getName() ：获取名称
       public String getParent()：获取上层文件目录路径。若无，返回null
       public long length() ：获取文件长度（即：字节数）。不能获取目录的长度。
       public long lastModified() ：获取最后一次的修改时间，毫秒值

       如下的两个方法适用于文件目录：
       public String[] list() ：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组
       public File[] listFiles() ：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的File数组
     */
    @Test
    public void test2(){
        File file1 = new File("hello.txt");
        File file2 = new File("/data/test/hello.txt");

        System.out.println("绝对路径: "+file1.getAbsolutePath());
        System.out.println("相对路径: "+file1.getPath());
        System.out.println("文件名: "+file1.getName());
        System.out.println("上层文件目录路径: "+file1.getParent());
        System.out.println("文件大小: "+file1.length());
        System.out.println("修改时间: "+new Date(file1.lastModified()));

        System.out.println();

        System.out.println("绝对路径: "+file2.getAbsolutePath());
        System.out.println("相对路径: "+file2.getPath());
        System.out.println("文件名: "+file2.getName());
        System.out.println("上层文件目录路径: "+file2.getParent());
        System.out.println("文件大小: "+file2.length());
        System.out.println("修改时间: "+new Date(file2.lastModified()));
    }

-- 输出：
绝对路径: /Users/lizhijian/IdeaProjects/study/javaSE/hello.txt
相对路径: hello.txt
文件名: hello.txt
上层文件目录路径: null
文件大小: 5
修改时间: Sun May 08 16:41:49 CST 2022

绝对路径: /data/test/hello.txt
相对路径: /data/test/hello.txt
文件名: hello.txt
上层文件目录路径: /data/test
文件大小: 5
修改时间: Sun May 08 16:41:49 CST 2022

ps: 这里之所以为null,是因为getParent() 是根据创建File对象时输入的路径字符串解析的。因为file1对象是根据相对路径创建的，故 getParent()为null。

参见源码：

public String getParent() {
        int index = path.lastIndexOf(separatorChar);
        if (index < prefixLength) {
            if ((prefixLength > 0) && (path.length() > prefixLength))
                return path.substring(0, prefixLength);
            return null;
        }
        return path.substring(0, index);
    }

遍历文件夹

@Test
    public void test3(){
        
        File file = new File("/data/test");

        // 只能获取当前目录下的文件/文件夹无法递归获取
        String[] list = file.list();
        for(String s : list){
            System.out.println(s);
        }

        System.out.println();

        File[] files = file.listFiles();
        for(File f : files){
            System.out.println(f);
        }
    }

--输出：
.DS_Store
hello.txt
child

/data/test/.DS_Store
/data/test/hello.txt
/data/test/child

重命名

/*
    public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径(重命名或移动文件)
     比如：file1.renameTo(file2)为例：
        要想保证返回true,需要file1在硬盘中是存在的，且file2不能在硬盘中存在。
     */
    @Test
    public void test4(){
        File file1 = new File("hello2.txt");
        File file2 = new File("/data/test/hello3.txt");
        
        boolean renameTo = file1.renameTo(file2);
        System.out.println(renameTo);
    }

--输出：
true

判断功能

/*
       public boolean isDirectory()：判断是否是文件目录
       public boolean isFile() ：判断是否是文件
       public boolean exists() ：判断是否存在
       public boolean canRead() ：判断是否可读
       public boolean canWrite() ：判断是否可写
       public boolean isHidden() ：判断是否隐藏
     */
    @Test
    public void test5(){
        File file1 = new File("hello.txt");

        System.out.println("是否是文件夹: "+file1.isDirectory());
        System.out.println("是否是文件: " + file1.isFile());
        System.out.println("是否存在: " + file1.exists());
        System.out.println("是否可读: " +file1.canRead());
        System.out.println("是否可写: " +file1.canWrite());
        System.out.println("是否隐藏: " +file1.isHidden());

        System.out.println();

        File file2 = new File("/data/test");
        System.out.println("是否文件夹: "+file2.isDirectory());
        System.out.println("是否文件: " + file2.isFile());
        System.out.println("是否存在: " + file2.exists());
        System.out.println("是否可读: " +file2.canRead());
        System.out.println("是否可写: " +file2.canWrite());
        System.out.println("是否隐藏: " +file2.isHidden());
    }

--输出：
是否是文件夹: false
是否是文件: true
是否存在: true
是否可读: true
是否可写: true
是否隐藏: false

是否文件夹: true
是否文件: false
是否存在: true
是否可读: true
是否可写: true
是否隐藏: false

创建功能

/*
    创建硬盘中对应的文件或文件目录
    public boolean createNewFile() ：创建文件。若文件存在，则不创建，返回false
    public boolean mkdir() ：创建文件目录。如果此文件目录存在，就不创建了。如果此文件目录的上层目录不存在，也不创建。
    public boolean mkdirs() ：创建文件目录。如果此文件目录存在，就不创建了。如果上层文件目录不存在，一并创建

 */
    @Test
    public void test6() throws IOException {
        File file1 = new File("hello.txt");
        if(!file1.exists()){
            //文件的创建
            file1.createNewFile();
            System.out.println("创建成功");
        }else{//文件存在
            file1.delete();
            System.out.println("删除成功");
        }
        // 不能越级创建文件,至少保证上层文件夹存在才能创建,否则会报：java.io.IOException: No such file or directory
        File file2 = new File("/data/test/child3/child33/hello.txt");
        if(!file2.exists()){
            //文件的创建
            file2.createNewFile();
            System.out.println("创建成功");
        }else{//文件存在
            file2.delete();
            System.out.println("删除成功");
        }
    }
    @Test
    public void test7(){
        //文件目录的创建
        File file1 = new File("/data/test/child1/child11");

        // 单级创建
        boolean mkdir = file1.mkdir();
        if(mkdir){
            System.out.println("创建成功1");
        }

        File file2 = new File("/data/test/child1/child11");
        // 多级创建
        boolean mkdir1 = file2.mkdirs();
        if(mkdir1){
            System.out.println("创建成功2");
        }
    }

删除功能 (找不到文件不抛异常)

/**
     *  删除磁盘中的文件或文件目录
     *     public boolean delete()：删除文件或者文件夹
     *  删除注意事项：Java中的删除不走回收站。
     */
    @Test
    public void test8(){
        //要想删除成功,文件目录下不能有子目录或文件
        File file3 = new File("/data/test/child2");
        System.out.println(file3.delete());
    }

--输出：
false

获取文件属性规则

1.4 课后练习

练习1

public class FileDemo {

    @Test
    public void test1() throws IOException {
        File parent = new File("/data/test");
        File file1 = new File(parent, "123");
        File file2 = new File(parent, "111.txt");
        file1.mkdir();
        file2.createNewFile();
       
        File delete1 = new File("/data/test","111.txt");
        File delete2 = new File("/data/test","123");
        delete1.delete();
        delete2.delete();
    }
}

练习2

    @Test
	public void test1(){
		File srcFile = new File("d:\\code");
		
		String[] fileNames = srcFile.list();
		for(String fileName : fileNames){
			if(fileName.endsWith(".jpg")){
				System.out.println(fileName);
			}
		}
	}

练习3

public class ListFilesTest {

	public static void main(String[] args) {
		// 递归:文件目录
		/** 打印出指定目录所有文件名称，包括子文件目录中的文件 */

		// 1.创建目录对象
		File dir = new File("E:\\teach\\01_javaSE\\3");

		// 2.打印目录的子文件
		printSubFile(dir);
	}

	public static void printSubFile(File dir) {
		// 打印目录的子文件
		File[] subfiles = dir.listFiles();

		for (File f : subfiles) {
			if (f.isDirectory()) {// 文件目录
				printSubFile(f);
			} else {// 文件
				System.out.println(f.getAbsolutePath());
			}

		}
	}
}

2 IO流原理及流的分类

2.1 IO原理

I/O是Input/Output的缩写， I/O技术是非常实用的技术，用于处理设备之间的数据传输。如读/写文件，网络通讯等。
Java程序中，对于数据的输入/输出操作以“流(stream)” 的方式进行。
java.io包下提供了各种“流”类和接口，用以获取不同种类的数据，并通过标准的方法输入或输出数据。
输入input:读取外部数据(磁盘、光盘等存储设备的数据)到程序(内存)中。
输出output:将程序(内存) 数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。

2.2 流的分类

按操作数据单位不同分为:字节流(8 bit)，字符流(16 bit)
按数据流的流向不同分为:输入流，输出流
按流的角色的不同分为:节点流，处理流

Java的IO流共涉及40多个类，实际上非常规则，都是从上面4个抽象基类派生的。
由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀

2.3 IO流体系

2.4 接口方法

2.4.1 InputStream & Reader相同点

InputStream 和 Reader 是所有输入流的基类。
InputStream(典型实现:FileInputStream)
int read()
int read(byte[] b)
int read(byte[] b, int off, int len)
Reader(典型实现:FileReader)
int read()
int read(char [] c)
int read(char [] c, int off, int len)
程序中打开的文件 IO 资源不属于内存里的资源，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。
FileInputStream 从文件系统中的某个文件中获得输入字节。FileInputStream 用于读取非文本数据之类的原始字节流。要读取字符流，需要使用 FileReader

2.4.2 InputStream方法详解

int read() 从输入流中读取数据的下一个字节。返回 0 到 255 范围内的 int 字节值。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。
int read(byte[] b) 从此输入流中将最多 b.length 个字节的数据读入一个 byte 数组中。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。否则以整数形式返回实际读取的字节数。
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。尝试读取 len 个字节，但读取的字节也可能小于该值。以整数形式返回实际读取的字节数。如果因为流位于文件末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。
public void close() throws IOException 关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

2.4.3 Reader方法详解

int read() 读取单个字符。作为整数读取的字符，范围在 0 到 65535 之间 (0x00-0xffff)(2个字节的Unicode码)，如果已到达流的末尾，则返回 -1
int read(char[] cbuf) 将字符读入数组。如果已到达流的末尾，则返回 -1。否则返回本次读取的字符数。
int read(char[] cbuf,int off,int len) 将字符读入数组的某一部分。存到数组cbuf中，从off处开始存储，最多读len个字符。如果已到达流的末尾，则返回 -1。否则返回本次读取的字符数。
public void close() throws IOException 关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

2.4.4 OutputStream & Writer相同点

OutputStream 和 Writer 也非常相似方法如下:
- void write(int b/int c);
- void write(byte[] b/char[] cbuf);
- void write(byte[] b/char[] buff, int off, int len);
- void flush();
- void close(); 需要先刷新，再关闭此流
因为字符流直接以字符作为操作单位，所以 Writer 可以用字符串来替换字符数组，即以 String 对象作为参数
- void write(String str);
- void write(String str, int off, int len);
FileOutputStream 从文件系统中的某个文件中获得输出字节。FileOutputStream用于写出非文本数据之类的原始字节流。要写出字符流，需要使用 FileWriter

2.4.5 OutputStream方法详解

void write(int b) 将指定的字节写入此输出流。write 的常规协定是:向输出流写入一个字节。要写入的字节是参数 b 的八个低位。b 的 24 个高位将被忽略。即写入0~255范围的。
void write(byte[] b) 将 b.length 个字节从指定的 byte 数组写入此输出流。write(b) 的常规协定是:应该与调用 write(b, 0, b.length) 的效果完全相同。
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。
public void flush()throws IOException 刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节，调用此方法指示应将这些字节立即写入它们预期的目标。
public void close() throws IOException 关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

2.4.6 Writer方法详解

void write(int c) 写入单个字符。要写入的字符包含在给定整数值的 16 个低位中，16 高位被忽略。即写入0 到 65535 之间的Unicode码。
void write(char[] cbuf) 写入字符数组。
void write(char[] cbuf,int off,int len) 写入字符数组的某一部分。从off开始，写入len个字符
void write(String str) 写入字符串。
void write(String str,int off,int len) 写入字符串的某一部分。
void flush() 刷新该流的缓冲，则立即将它们写入预期目标。
public void close() throws IOException 关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

3 节点流(或文件流)

3.1 读取文件通用步骤

1.建立一个流对象，将已存在的一个文件加载进流。
FileReader fr = new FileReader(new File(“Test.txt”));

2.创建一个临时存放数据的数组。

char[] ch = new char[1024];

3.调用流对象的读取方法将流中的数据读入到数组中。

fr.read(ch);

4. 关闭资源。

fr.close();

FileReader read()方法读取文件

/**
 *
 * 一、流的分类：
 * 1.操作数据单位：字节流、字符流
 * 2.数据的流向：输入流、输出流
 * 3.流的角色：节点流、处理流
 *
 * 二、流的体系结构
 * 抽象基类         节点流（或文件流）                               缓冲流（处理流的一种）
 * InputStream     FileInputStream   (read(byte[] buffer))        BufferedInputStream (read(byte[] buffer))
 * OutputStream    FileOutputStream  (write(byte[] buffer,0,len)  BufferedOutputStream (write(byte[] buffer,0,len) / flush()
 * Reader          FileReader (read(char[] cbuf))                 BufferedReader (read(char[] cbuf) / readLine())
 * Writer          FileWriter (write(char[] cbuf,0,len)           BufferedWriter (write(char[] cbuf,0,len) / flush()
 *
 *
 */
public class FileReaderWriterTest {

    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("hello.txt");//相较于当前工程
        System.out.println(file.getAbsolutePath());

        File file1 = new File("day09\\hello.txt");
        System.out.println(file1.getAbsolutePath());
    }

    /*
    将hello.txt文件内容读入程序中，并输出到控制台

    说明点：
    1. read()的理解：返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
    2. 异常的处理：为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally处理
    3. 读入的文件一定要存在，否则就会报FileNotFoundException。

     */
    @Test
    public void testFileReader(){
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.实例化File类的对象，指明要操作的文件
            File file = new File("hello.txt");//相较于当前Module
            //2.提供具体的流
            fr = new FileReader(file);

            //3.数据的读入
            //read():返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
            //方式一：
//        int data = fr.read();
//        while(data != -1){
//            System.out.print((char)data);
//            data = fr.read();
//        }

            //方式二：语法上针对于方式一的修改
            int data;
            while((data = fr.read()) != -1){
                System.out.print((char)data);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.流的关闭操作
//            try {
//                if(fr != null)
//                    fr.close();
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
            //或
            if(fr != null){
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

}

3.2 FileReader read(char[] cbuf)方法读取文件

//对read()操作升级：使用read的重载方法
    @Test
    public void testFileReader1()  {
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.File类的实例化
            File file = new File("hello.txt");

            //2.FileReader流的实例化
            fr = new FileReader(file);

            //3.读入的操作
            //read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。如果达到文件末尾，返回-1
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //方式一：
                //错误的写法
//                for(int i = 0;i < cbuf.length;i++){
//                    System.out.print(cbuf[i]);
//                }
                //正确的写法
//                for(int i = 0;i < len;i++){
//                    System.out.print(cbuf[i]);
//                }
                //方式二：
                //错误的写法,对应着方式一的错误的写法
//                String str = new String(cbuf);
//                System.out.print(str);
                //正确的写法
                String str = new String(cbuf,0,len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fr != null){
                //4.资源的关闭
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

3.3 写出数据通用步骤

1.创建流对象，建立数据存放文件
FileWriter fw = new FileWriter(new File(“Test.txt”));

2.调用流对象的写入方法，将数据写入流

fw.write(“atguigu-songhongkang”);

3.关闭流资源，并将流中的数据清空到文件中。

fw.close();

FileWriter写数据的操作

/*
    从内存中写出数据到硬盘的文件里。

    说明：
    1. 输出操作，对应的File可以不存在的。并不会报异常
    2.
         File对应的硬盘中的文件如果不存在，在输出的过程中，会自动创建此文件。
         File对应的硬盘中的文件如果存在：
                如果流使用的构造器是：FileWriter(file,false) / FileWriter(file):对原有文件的覆盖
                如果流使用的构造器是：FileWriter(file,true):不会对原有文件覆盖，而是在原有文件基础上追加内容
    3. 在new FileWriter();时如果文件不存在,即会创建文件

     */
    @Test
    public void testFileWriter() {
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1.提供File类的对象，指明写出到的文件
            File file = new File("hello1.txt");

            //2.提供FileWriter的对象，用于数据的写出
            fw = new FileWriter(file,false);

            //3.写出的操作
            fw.write("I have a dream!\n");
            fw.write("you need to have a dream!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.流资源的关闭
            if(fw != null){
                try {
                    fw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

3.4 FileReader和FileWriter实现文本文件复制(不能实现非文本文件复制)

    @Test
    public void testFileReaderFileWriter() {
        FileReader fr = null;
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1.创建File类的对象，指明读入和写出的文件
            File srcFile = new File("hello.txt");
            File destFile = new File("hello2.txt");

            //不能使用字符流来处理图片等字节数据
//            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
//            File destFile = new File("爱情与友情1.jpg");


            //2.创建输入流和输出流的对象
            fr = new FileReader(srcFile);
            fw = new FileWriter(destFile);


            //3.数据的读入和写出操作
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;//记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //每次写出len个字符
                fw.write(cbuf,0,len);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭流资源
            //方式一：
//            try {
//                if(fw != null)
//                    fw.close();
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }finally{
//                try {
//                    if(fr != null)
//                        fr.close();
//                } catch (IOException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//            }
            //方式二：
            try {
                if(fw != null)
                    fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            try {
                if(fr != null)
                    fr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

3.5 FileInputStream不能读取文本文件(复制操作可以)

//使用字节流FileInputStream处理文本文件，可能出现乱码。
    @Test
    public void testFileInputStream() {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            //1. 造文件
            File file = new File("hello.txt");

            //2.造流
            fis = new FileInputStream(file);

            //3.读数据
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;//记录每次读取的字节的个数
            while((len = fis.read(buffer)) != -1){

                String str = new String(buffer,0,len);
                System.out.print(str);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fis != null){
                //4.关闭资源
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

错误输出：

原因：UTF-8编码下，一个字母占一个字节，一个汉字占三个字节，复制的字节数组长度是5，恰好把“中”进行了切割，无法复制全，即“中”无法正常显示。

3.6 FileInputStream和FileOutputStream读写非文本文件

@Test
    public void testFileInputOutputStream()  {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            //
            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
            File destFile = new File("爱情与友情2.jpg");

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

            //复制的过程
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;
            while((len = fis.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fos != null){
                //
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }

3.7 FileInputStream和FileOutputStream复制文件

//指定路径下文件的复制
    public void copyFile(String srcPath,String destPath){
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            //
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);

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

            //复制的过程
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = fis.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fos != null){
                //
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }

    @Test
    public void testCopyFile(){

        long start = System.currentTimeMillis();

        String srcPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\01-视频.avi";
        String destPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\02-视频.avi";


//        String srcPath = "hello.txt";
//        String destPath = "hello3.txt";

        copyFile(srcPath,destPath);

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("复制操作花费的时间为：" + (end - start));//618

    }

4 缓冲流

4.1 基本概念

为了提高数据读写的速度，Java API提供了带缓冲功能的流类，在使用这些流类时，会创建一个内部缓冲区数组，缺省使用8192个字节(8Kb)的缓冲区。

缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，根据数据操作单位可以把缓冲流分为:
- BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
- BufferedReader 和 BufferedWriter
当读取数据时，数据按块读入缓冲区，其后的读操作则直接访问缓冲区
当使用BufferedInputStream读取字节文件时，BufferedInputStream会一次性从文件中读取8192个(8Kb)，存在缓冲区中，直到缓冲区装满了，才重新从文件中读取下一个8192个字节数组。
向流中写入字节时，不会直接写到文件，先写到缓冲区中直到缓冲区写满， BufferedOutputStream才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用方法 flush()可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流
关闭流的顺序和打开流的顺序相反。只要关闭最外层流即可，关闭最外层流也会相应关闭内层节点流
flush()方法的使用:手动将buffer中内容写入文件
如果是带缓冲区的流对象的close()方法，不但会关闭流，还会在关闭流之前刷新缓冲区，关闭后不能再写出

4.2 原理图

4.3 缓冲流(字节型)实现非文本文件的复制

/**
 * 处理流之一：缓冲流的使用
 *
 * 1.缓冲流：
 * BufferedInputStream
 * BufferedOutputStream
 * BufferedReader
 * BufferedWriter
 *
 * 2.作用：提供流的读取、写入的速度
 *   提高读写速度的原因：内部提供了一个缓冲区
 *
 * 3. 处理流，就是“套接”在已有的流的基础上。
 *
 */
public class BufferedTest {

    /*
    实现非文本文件的复制
     */
    @Test
    public void BufferedStreamTest() throws FileNotFoundException {
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;

        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
            File destFile = new File("爱情与友情3.jpg");
            //2.造流
            //2.1 造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            //2.2 造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            //3.复制的细节：读取、写入
            byte[] buffer = new byte[10];
            int len;
            while((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer,0,len);

//                bos.flush();//刷新缓冲区

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源关闭
            //要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            if(bos != null){
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(bis != null){
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            //说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭，我们可以省略.
//        fos.close();
//        fis.close();
        }
        
    }
}

4.4 缓冲流与节点流读写速度对比

//实现文件复制的方法
    public void copyFileWithBuffered(String srcPath,String destPath){
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;

        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);
            //2.造流
            //2.1 造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            //2.2 造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            //3.复制的细节：读取、写入
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源关闭
            //要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            if(bos != null){
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(bis != null){
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            //说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭，我们可以省略.
//        fos.close();
//        fis.close();
        }
    }


    @Test
    public void testCopyFileWithBuffered(){
        long start = System.currentTimeMillis();

        String srcPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\01-视频.avi";
        String destPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\03-视频.avi";


        copyFileWithBuffered(srcPath,destPath);


        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("复制操作花费的时间为：" + (end - start));//618 - 176
    }

4.5 缓冲流(字符型)实现文本文件的复制

    /*
    使用BufferedReader和BufferedWriter实现文本文件的复制
     */
    @Test
    public void testBufferedReaderBufferedWriter(){
        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            //创建文件和相应的流
            br = new BufferedReader(new FileReader(new File("dbcp.txt")));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("dbcp1.txt")));

            //读写操作
            //方式一：使用char[]数组
//            char[] cbuf = new char[1024];
//            int len;
//            while((len = br.read(cbuf)) != -1){
//                bw.write(cbuf,0,len);
//    //            bw.flush();
//            }

            //方式二：使用String
            String data;
            while((data = br.readLine()) != null){
                //方法一：
//                bw.write(data + "\n");//data中不包含换行符
                //方法二：
                bw.write(data);//data中不包含换行符
                bw.newLine();//提供换行的操作

            }


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if(bw != null){

                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(br != null){
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

4.6 缓冲流课后练习

图片加密

public class PicTest {

    //图片的加密
    @Test
    public void test1() {

        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("爱情与友情.jpg");
            fos = new FileOutputStream("爱情与友情secret.jpg");

            byte[] buffer = new byte[20];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                //字节数组进行修改
                //错误的
                //            for(byte b : buffer){
                //                b = (byte) (b ^ 5);
                //            }
                //正确的
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    buffer[i] = (byte) (buffer[i] ^ 5);
                }


                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }


    }


    //图片的解密
    @Test
    public void test2() {

        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("爱情与友情secret.jpg");
            fos = new FileOutputStream("爱情与友情4.jpg");

            byte[] buffer = new byte[20];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                //字节数组进行修改
                //错误的
                //            for(byte b : buffer){
                //                b = (byte) (b ^ 5);
                //            }
                //正确的
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    buffer[i] = (byte) (buffer[i] ^ 5);
                }

                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }


    }
}

字符统计

/**
 * 练习3:获取文本上字符出现的次数,把数据写入文件
 *
 * 思路：
 * 1.遍历文本每一个字符
 * 2.字符出现的次数存在Map中
 *
 * Map<Character,Integer> map = new HashMap<Character,Integer>();
 * map.put('a',18);
 * map.put('你',2);
 *
 * 3.把map中的数据写入文件
 *
 */
public class WordCount {
    /*
    说明：如果使用单元测试，文件相对路径为当前module
          如果使用main()测试，文件相对路径为当前工程
     */
    @Test
    public void testWordCount() {
        FileReader fr = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            //1.创建Map集合
            Map<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();

            //2.遍历每一个字符,每一个字符出现的次数放到map中
            fr = new FileReader("dbcp.txt");
            int c = 0;
            while ((c = fr.read()) != -1) {
                //int 还原 char
                char ch = (char) c;
                // 判断char是否在map中第一次出现
                if (map.get(ch) == null) {
                    map.put(ch, 1);
                } else {
                    map.put(ch, map.get(ch) + 1);
                }
            }

            //3.把map中数据存在文件count.txt
            //3.1 创建Writer
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter("wordcount.txt"));

            //3.2 遍历map,再写入数据
            Set<Map.Entry<Character, Integer>> entrySet = map.entrySet();
            for (Map.Entry<Character, Integer> entry : entrySet) {
                switch (entry.getKey()) {
                    case ' ':
                        bw.write("空格=" + entry.getValue());
                        break;
                    case '\t'://\t表示tab 键字符
                        bw.write("tab键=" + entry.getValue());
                        break;
                    case '\r'://
                        bw.write("回车=" + entry.getValue());
                        break;
                    case '\n'://
                        bw.write("换行=" + entry.getValue());
                        break;
                    default:
                        bw.write(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
                        break;
                }
                bw.newLine();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关流
            if (fr != null) {
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if (bw != null) {
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }
}

5 转换流

5.1 概述

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换(因FileReader没有提供特定的编码设置,需要自定义编码读取文件时,需要用到转换流-InputStreamReader)

Java API提供了两个转换流:
- InputStreamReader:将InputStream转换为Reader
- OutputStreamWriter:将Writer转换为OutputStream
字节流中的数据都是字符时，转成字符流操作更高效。
很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题。实现编码和解码的功能。

InputStreamReader

实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。
需要和InputStream“套接”。
构造器
- public InputStreamReader(InputStream in)
- public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)

如: Reader isr = new InputStreamReader(System.in,”gbk”);

OutputStreamWriter

实现将字符的输出流按指定字符集转换为字节的输出流。
需要和OutputStream“套接”。
构造器
- public OutputStreamWriter(OutputStream out)
- public OutputSreamWriter(OutputStream out,String charsetName)

5.2 原理图

这里注意:文件用什么编码存的就要用什么编码读，否则会造成乱码

5.3 转换流读取文件

/**
 * 处理流之二：转换流的使用
 * 1.转换流：属于字符流
 *   InputStreamReader：将一个字节的输入流转换为字符的输入流
 *   OutputStreamWriter：将一个字符的输出流转换为字节的输出流
 *
 * 2.作用：提供字节流与字符流之间的转换
 *
 * 3. 解码：字节、字节数组  --->字符数组、字符串
 *    编码：字符数组、字符串 ---> 字节、字节数组
 *
 *
 */
public class InputStreamReaderTest {

    /*
    此时处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally
    InputStreamReader的使用，实现字节的输入流到字符的输入流的转换
     */
    @Test
    public void test1() throws IOException {

        FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
//        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);//使用系统默认的字符集
        //参数2指明了字符集，具体使用哪个字符集，取决于文件dbcp.txt保存时使用的字符集
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");//使用系统默认的字符集

        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            String str = new String(cbuf,0,len);
            System.out.print(str);
        }

        isr.close();

    }

}

5.4 转换流实现文件的读入和写出

/*
    此时处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally

    综合使用InputStreamReader和OutputStreamWriter
     */
    @Test
    public void test2() throws Exception {
        //1.造文件、造流
        File file1 = new File("dbcp.txt");
        File file2 = new File("dbcp_gbk.txt");

        FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);

        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"utf-8");
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"gbk");

        //2.读写过程
        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            osw.write(cbuf,0,len);
        }

        //3.关闭资源
        isr.close();
        osw.close();


    }

5.5 字符编码

编码表的由来

计算机只能识别二进制数据，早期由来是电信号。为了方便应用计算机，让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示，并一一对应，形成一张表。这就是编码表。

常见的编码表

ASCII:美国标准信息交换码。用一个字节的7位可以表示。
ISO8859-1:拉丁码表。欧洲码表用一个字节的8位表示。
GB2312:中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符
GBK:中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码(这里用字节的高位表示用一个字节还是两个字节表示字符，即 0110 11111表示自己就是一个独立的字符，而1011 1111 表示需要与后面的字节算到一起，表示一个完成的字符。)
Unicode:国际标准码，融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。
UTF-8:变长的编码方式，可用1-4个字节来表示一个字符。

补充

Unicode不完美，这里就有三个问题，一个是，我们已经知道，英文字母只用一个字节表示就够了，第二个问题是如何才能区别Unicode和ASCII?计算机怎么知道两个字节表示一个符号，而不是分别表示两个符号呢?第三个，如果和GBK等双字节编码方式一样，用最高位是1或0表示两个字节和一个字节，就少了很多值无法用于表示字符，不够表示所有字符。Unicode在很长一段时间内无法推广，直到互联网的出现。
面向传输的众多 UTF(UCS Transfer Format)标准出现了，顾名思义，UTF- 8就是每次8个位传输数据，而UTF-16就是每次16个位。这是为传输而设计的编码，并使编码无国界，这样就可以显示全世界上所有文化的字符了。
Unicode只是定义了一个庞大的、全球通用的字符集，并为每个字符规定了唯一确定的编号，具体存储成什么样的字节流，取决于字符编码方案。推荐的 Unicode编码是UTF-8和UTF-16。

举例

究竟Unicode是如何对应utf-8的，如下图所示，规则是将左侧16进制红框部分对应到右侧二进制红框部分，右侧红框之外的高位表示要用自己临近(后面)的哪几个字节组成一组字符。

比如“尚”，按照Uniicode编码是5C1A，则对应到第三排，把5C1A转换为二进制，并把这16位二进制，对应到二进制的红框中。

ps:把字符和汉字理解为商品，Unicode规定了等价交换物，如一头牛(一个字符)等价于一两黄金(一个Unicode16进制数)，具体黄金能兑换多少货币(Unicode如何存储于utf-8中)看具体汇率。还要注意的是GBK采用的并不是unicode编码规则。

综上所述：计算机底层只能识别0和1，ASCII只适合老美，别的国家不适合，因此出现了符合ANSI标准的各种编码集。Unicode做了一个大而全的字符集编码库，utf-8或者utf-16来落地。

6 标准输入、输出流

System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备
默认输入设备是:键盘，输出设备是:显示器
System.in的类型是InputStream
System.out的类型是PrintStream，其是OutputStream的子类、FilterOutputStream 的子类
重定向:通过System类的setIn，setOut方法对默认设备进行改变。
- public static void setIn(InputStream in)
- public static void setOut(PrintStream out)

例题：

import org.junit.Test;

import java.io.*;

/**
 * 其他流的使用
 * 1.标准的输入、输出流
 * 2.打印流
 * 3.数据流
 *
 */
public class OtherStreamTest {

    /*
    1.标准的输入、输出流
    1.1
    System.in:标准的输入流，默认从键盘输入
    System.out:标准的输出流，默认从控制台输出
    1.2
    System类的setIn(InputStream is) / setOut(PrintStream ps)方式重新指定输入和输出的流。

    1.3练习：
    从键盘输入字符串，要求将读取到的整行字符串转成大写输出。然后继续进行输入操作，
    直至当输入“e”或者“exit”时，退出程序。

    方法一：使用Scanner实现，调用next()返回一个字符串
    方法二：使用System.in实现。System.in  --->  转换流 ---> BufferedReader的readLine()

     */
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader br = null;
        try {
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
            br = new BufferedReader(isr);

            while (true) {
                System.out.println("请输入字符串：");
                String data = br.readLine();
                if ("e".equalsIgnoreCase(data) || "exit".equalsIgnoreCase(data)) {
                    System.out.println("程序结束");
                    break;
                }

                String upperCase = data.toUpperCase();
                System.out.println(upperCase);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }

7 打印流

实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出
打印流:PrintStream和PrintWriter
- 提供了一系列重载的print()和println()方法，用于多种数据类型的输出
- PrintStream和PrintWriter的输出不会抛出IOException异常
- PrintStream和PrintWriter有自动flush功能
- PrintStream 打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节。在需要写入字符而不是写入字节的情况下，应该使用 PrintWriter 类。
- System.out返回的是PrintStream的实例

/*
    2. 打印流：PrintStream 和PrintWriter

    2.1 提供了一系列重载的print() 和 println()
    2.2 练习：

     */

    @Test
    public void test2() {
        PrintStream ps = null;
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("D:\\IO\\text.txt"));
            // 创建打印输出流,设置为自动刷新模式(写入换行符或字节 '\n' 时都会刷新输出缓冲区)
            ps = new PrintStream(fos, true);
            if (ps != null) {// 把标准输出流(控制台输出)改成文件
                System.setOut(ps);
            }


            for (int i = 0; i <= 255; i++) { // 输出ASCII字符
                System.out.print((char) i);
                if (i % 50 == 0) { // 每50个数据一行
                    System.out.println(); // 换行
                }
            }


        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ps != null) {
                ps.close();
            }
        }

    }

8 数据流

为了方便地操作Java语言的基本数据类型和String的数据，可以使用数据流。
数据流有两个类:(用于读取和写出基本数据类型、String类的数据)
- DataInputStream 和 DataOutputStream
- 分别“套接”在 InputStream 和 OutputStream 子类的流上
DataInputStream中的方法

boolean readBoolean()	byte readByte()
char readChar()	float readFloat()
double readDouble()	short readShort()
long readLong()	int readInt()
String readUTF()	void readFully(byte[] b)

DataOutputStream中的方法
将上述的方法的read改为相应的write即可。

/*
    3. 数据流
    3.1 DataInputStream 和 DataOutputStream
    3.2 作用：用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串

    练习：将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。

    注意：处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally.
     */
    @Test
    public void test3() throws IOException {
        //1.
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"));
        //2.
        dos.writeUTF("小李");
        dos.flush();//刷新操作，将内存中的数据写入文件
        dos.writeInt(23);
        dos.flush();
        dos.writeBoolean(true);
        dos.flush();
        //3.
        dos.close();


    }
    /*
    将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中，保存在变量中。

    注意点：读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时，保存的数据的顺序一致！

     */
    @Test
    public void test4() throws IOException {
        //1.
        DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"));
        //2.
        String name = dis.readUTF();
        int age = dis.readInt();
        boolean isMale = dis.readBoolean();

        System.out.println("name = " + name);
        System.out.println("age = " + age);
        System.out.println("isMale = " + isMale);

        //3.
        dis.close();

    }

9 对象流

9.1 对象序列化概念

ObjectInputStream和OjbectOutputSteam
- 用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。
- 序列化:用ObjectOutputStream类保存基本类型数据或对象的机制
- 反序列化:用ObjectInputStream类读取基本类型数据或对象的机制
- ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量
对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流，从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上，或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。//当其它程序获取了这种二进制流，就可以恢复成原来的Java对象
序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口的对象转化为字节数据，使其在保存和传输时可被还原
序列化是 RMI(Remote Method Invoke – 远程方法调用)过程的参数和返回值都必须实现的机制，而 RMI 是 JavaEE 的基础。因此序列化机制是 JavaEE 平台的基础
如果需要让某个对象支持序列化机制，则必须让对象所属的类及其属性是可序列化的，为了让某个类是可序列化的，该类必须实现如下两个接口之一。否则，会抛出NotSerializableException异常
- Serializable
- Externalizable

9.2 对象流序列化与反序列化字符串操作

public class ObjectInputOutputStreamTest {

    /**
     * 序列化过程：将内存中的java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
     * 使用ObjectOutputStream实现
     */
    @Test
    public void test() {
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            //创造流
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            //制造对象
            oos.writeObject(new String("北京欢迎你"));

            //刷新操作
            oos.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (oos != null) {
                //3.关闭流
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 反序列化：将磁盘文件中的对象还原为内存中的一个java对象
     * 使用ObjectInputStream来实现
     */
    @Test
    public void test2() {
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String) obj;

            System.out.println(str);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ois != null) {
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

9.3 自定义类实现序列化与反序列化操作

若某个类实现了 Serializable 接口，该类的对象就是可序列化的:
- 创建一个 ObjectOutputStream
- 调用 ObjectOutputStream 对象的 writeObject(对象) 方法输出可序列化对象
- 注意写出一次，操作flush()一次
反序列化
- 创建一个 ObjectInputStream
- 调用 readObject() 方法读取流中的对象
强调:如果某个类的属性不是基本数据类型或 String 类型，而是另一个引用类型，那么这个引用类型必须是可序列化的，否则拥有该类型的 Field 的类也不能序列化

Persion.java

package com.atguigu.java;

import java.io.Serializable;

/**
 * Person需要满足如下的要求，方可序列化
 * 1.需要实现接口：Serializable
 * 2.当前类提供一个全局常量：serialVersionUID
 * 3.除了当前Person类需要实现Serializable接口之外，还必须保证其内部所有属性
 *   也必须是可序列化的。（默认情况下，基本数据类型可序列化）
 *
 *
 * 补充：ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量
 *
 */
public class Person implements Serializable{

    public static final long serialVersionUID = 475463534532L;

    private String name;
    private int age;
    private int id;
 

    public Person(String name, int age,) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;

    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age 
                '}';
    }


    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Person(String name, int age) {

        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Person() {

    }
}
}

demo

public class ObjectInputOutputStreamTest {

    /*
    序列化过程：将内存中的java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
    使用ObjectOutputStream实现
     */
    @Test
    public void testObjectOutputStream(){
        ObjectOutputStream oos = null;

        try {
            //1.
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            //2.
            oos.writeObject(new String("北京欢迎你"));
            oos.flush();//刷新操作

            oos.writeObject(new Person("张三",23));
            oos.flush();


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(oos != null){
                //3.
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

    /*
    反序列化：将磁盘文件中的对象还原为内存中的一个java对象
    使用ObjectInputStream来实现
     */
    @Test
    public void testObjectInputStream(){
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String) obj;

            Person p = (Person) ois.readObject();

            System.out.println(str);
            System.out.println(p);

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(ois != null){
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

}

9.3 serialVersionUID的理解

凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量:
- private static final long serialVersionUID;
- serialVersionUID用来表明类的不同版本间的兼容性。简言之，其目的是以序列化对象进行版本控制，有关各版本反序列化时是否兼容。
- 如果类没有显示定义这个静态常量，它的值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的实例变量做了修改，serialVersionUID 可能发生变化。故建议，显式声明。
简单来说，Java的序列化机制是通过在运行时判断类的serialVersionUID来验证版本一致性的。在进行反序列化时，JVM会把传来的字节流中的 serialVersionUID与本地相应实体类的serialVersionUID进行比较，如果相同就认为是一致的，可以进行反序列化，否则就会出现序列化版本不一致的异常。(InvalidCastException)

Person类

public class Person implements Serializable{

    public static final long serialVersionUID = 475463534532L;

    private String name;
    private int age;
    private int id;

    public Person(String name, int age, int id) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
    }

    public Person(String name, int age, int id) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", id=" + id 
                '}';
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Person(String name, int age) {

        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Person() {

    }
}
}

demo

public class ObjectInputOutputStreamTest {

    /*
    序列化过程：将内存中的java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
    使用ObjectOutputStream实现
     */
    @Test
    public void testObjectOutputStream(){
        ObjectOutputStream oos = null;

        try {
            //1.
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            //2.
            oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));
            oos.flush();//刷新操作

            oos.writeObject(new Person("王铭",23));
            oos.flush();

            oos.writeObject(new Person("张学良",23));
            oos.flush();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(oos != null){
                //3.
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

    /*
    反序列化：将磁盘文件中的对象还原为内存中的一个java对象
    使用ObjectInputStream来实现
     */
    @Test
    public void testObjectInputStream(){
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String) obj;

            Person p = (Person) ois.readObject();

            System.out.println(str);
            System.out.println(p);

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(ois != null){
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }

}

总结：如果不显示的指定serialVersionUID，就会生成一个隐式的serialVersionUID，在序列化到反序列化过程中，如果类发生变化，会导致反序列化失败，如果显示的进行指定了serialVersionUID，即使类发生了变化，也能反序列化成功。

9.4 自定义类可序列化的其他要求

除了当前Person类需要实现Serializable接口之外，还必须保证其内部所有属性也必须是可序列化的。（默认情况下，基本数据类型可序列化）

Person类

/**
 * Person需要满足如下的要求，方可序列化
 * 1.需要实现接口：Serializable
 * 2.当前类提供一个全局常量：serialVersionUID
 * 3.除了当前Person类需要实现Serializable接口之外，还必须保证其内部所有属性
 *   也必须是可序列化的。（默认情况下，基本数据类型可序列化）
 *
 *
 * 补充：ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量
 *
 */
public class Person implements Serializable{

    public static final long serialVersionUID = 475463534532L;

    private String name;
    private int age;
    private int id;
    private Account acct;

    public Person(String name, int age, int id) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
    }

    public Person(String name, int age, int id, Account acct) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
        this.acct = acct;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", id=" + id +
                ", acct=" + acct +
                '}';
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Person(String name, int age) {

        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Person() {

    }
}

// 也需要序列化
class Account implements Serializable{
    public static final long serialVersionUID = 4754534532L;
    private double balance;

    @Override
    public String toString() {
        return "Account{" +
                "balance=" + balance +
                '}';
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public void setBalance(double balance) {
        this.balance = balance;
    }

    public Account(double balance) {

        this.balance = balance;
    }
}

demo

public class ObjectInputOutputStreamTest {

    /*
    序列化过程：将内存中的java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
    使用ObjectOutputStream实现
     */
    @Test
    public void testObjectOutputStream(){
        ObjectOutputStream oos = null;

        try {
            //1.
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            //2.
            oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));
            oos.flush();//刷新操作

            oos.writeObject(new Person("王铭",23));
            oos.flush();

            oos.writeObject(new Person("张学良",23,1001,new Account(5000)));
            oos.flush();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(oos != null){
                //3.
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

    /*
    反序列化：将磁盘文件中的对象还原为内存中的一个java对象
    使用ObjectInputStream来实现
     */
    @Test
    public void testObjectInputStream(){
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String) obj;

            Person p = (Person) ois.readObject();
            Person p1 = (Person) ois.readObject();

            System.out.println(str);
            System.out.println(p);
            System.out.println(p1);

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(ois != null){
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }
}

10 随机存取文件流

10.1 RandomAccessFile实现数据的读写操作

RandomAccessFile 声明在java.io包下，但直接继承于java.lang.Object类。并且它实现了DataInput、DataOutput这两个接口，也就意味着这个类既可以读也可以写。
RandomAccessFile 类支持 “随机访问” 的方式，程序可以直接跳到文件的任意地方来读、写文件
- 支持只访问文件的部分内容
- 可以向已存在的文件后追加内容
RandomAccessFile 对象包含一个记录指针，用以标示当前读写处的位置。 RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针:
- long getFilePointer():获取文件记录指针的当前位置
- void seek(long pos):将文件记录指针定位到 pos 位置
构造器
- public RandomAccessFile(File file, String mode)
- public RandomAccessFile(String name, String mode)
创建 RandomAccessFile 类实例需要指定一个 mode 参数，该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式:
- r: 以只读方式打开
- rw:打开以便读取和写入
- rwd:打开以便读取和写入;同步文件内容的更新
- rws:打开以便读取和写入;同步文件内容和元数据的更新
如果模式为只读r。则不会创建文件，而是会去读取一个已经存在的文件，如果读取的文件不存在则会出现异常。如果模式为rw读写。如果文件不存在则会去创建文件，如果存在则不会创建。

/**
 * RandomAccessFile的使用
 * 1.RandomAccessFile直接继承于java.lang.Object类，实现了DataInput和DataOutput接口
 * 2.RandomAccessFile既可以作为一个输入流，又可以作为一个输出流
 *
 * 3.如果RandomAccessFile作为输出流时，写出到的文件如果不存在，则在执行过程中自动创建。
 *   如果写出到的文件存在，则会对原有文件内容进行覆盖。（默认情况下，从头覆盖）
 *
 * 4. 可以通过相关的操作，实现RandomAccessFile“插入”数据的效果
 *
 */
public class RandomAccessFileTest {

    @Test
    public void test1() {

        RandomAccessFile raf1 = null;
        RandomAccessFile raf2 = null;
        try {
            //1.
            raf1 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情.jpg"),"r");
            raf2 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情1.jpg"),"rw");
            //2.
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
                raf2.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //3.
            if(raf1 != null){
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(raf2 != null){
                try {
                    raf2.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }
}


    @Test
    public void test2() throws IOException {

        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello1.txt","rw");
        // 覆盖操作,默认指针从0开始写,写完后,如果文件中有多余的内容仍存在,不会被擦除
        raf1.write("xyz".getBytes());

        raf1.close();

    }
}

10.2 RandomAccessFile实现数据的插入

/**
 * RandomAccessFile的使用
 * 1.RandomAccessFile直接继承于java.lang.Object类，实现了DataInput和DataOutput接口
 * 2.RandomAccessFile既可以作为一个输入流，又可以作为一个输出流
 *
 * 3.如果RandomAccessFile作为输出流时，写出到的文件如果不存在，则在执行过程中自动创建。
 *   如果写出到的文件存在，则会对原有文件内容进行覆盖。（默认情况下，从头覆盖）
 *
 * 4. 可以通过相关的操作，实现RandomAccessFile“插入”数据的效果
 */
public class RandomAccessFileTest {
    /*
    使用RandomAccessFile实现数据的插入效果
     */
    @Test
    public void test3() throws IOException {

        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");

        raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置
        //保存指针3后面的所有数据到StringBuilder中
        StringBuilder builder = new StringBuilder((int) new File("hello.txt").length());
        byte[] buffer = new byte[20];
        int len;
        while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
            builder.append(new String(buffer,0,len)) ;
        }
        //调回指针，写入“xyz”
        raf1.seek(3);
        raf1.write("xyz".getBytes());

        //将StringBuilder中的数据写入到文件中
        raf1.write(builder.toString().getBytes());

        raf1.close();

        //思考：将StringBuilder替换为ByteArrayOutputStream
    }
}

10.3 扩展

可以用RandomAccessFile这个类，来实现一个多线程断点下载的功能，用过下载工具的朋友们都知道，下载前都会建立两个临时文件，一个是与被下载文件大小相同的空文件，另一个是记录文件指针的位置文件，每次暂停的时候，都会保存上一次的指针，然后断点下载的时候，会继续从上一次的地方下载，从而实现断点下载或上传的功能。

11 NIO.2中Path、Paths、Files类的使用

11.1 概述

Java NIO (New IO，Non-Blocking IO)是从Java 1.4版本开始引入的一套新的IO API，可以替代标准的Java IO API。NIO与原来的IO有同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO支持面向缓冲区的(IO是面向流的)、基于通道的IO操作。NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。
Java API中提供了两套NIO，一套是针对标准输入输出NIO，另一套就是网络编程NIO。
- |-----java.nio.channels.Channel
  - |-----FileChannel:处理本地文件
  - |-----SocketChannel:TCP网络编程的客户端的Channel
  - |-----ServerSocketChannel:TCP网络编程的服务器端的Channel
  - |-----DatagramChannel:UDP网络编程中发送端和接收端的Channel
随着 JDK 7 的发布，Java对NIO进行了极大的扩展，增强了对文件处理和文件系统特性的支持，以至于我们称他们为 NIO.2。因为 NIO 提供的一些功能，NIO已经成为文件处理中越来越重要的部分。
早期的Java只提供了一个File类来访问文件系统，但File类的功能比较有限，所提供的方法性能也不高。而且，大多数方法在出错时仅返回失败，并不会提供异常信息。
NIO. 2为了弥补这种不足，引入了Path接口，代表一个平台无关的平台路径，描述了目录结构中文件的位置。Path可以看成是File类的升级版本，实际引用的资源也可以不存在。
在以前IO操作都是这样写的:

import java.io.File;
File file = new File("index.html");

但在Java7 中，我们可以这样写:

import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
Path path = Paths.get("index.html");

同时，NIO.2在java.nio.file包下还提供了Files、Paths工具类，Files包含了大量静态的工具方法来操作文件;Paths则包含了两个返回Path的静态工厂方法。
Paths 类提供的静态 get() 方法用来获取 Path 对象:
- static Path get(String first, String ... more) : 用于将多个字符串串连成路径
- static Path get(URI uri): 返回指定uri对应的Path路径

10.2 Path接口

String toString() : 返回调用 Path 对象的字符串表示形式
boolean startsWith(String path) : 判断是否以 path 路径开始
boolean endsWith(String path) : 判断是否以 path 路径结束
boolean isAbsolute() : 判断是否是绝对路径
Path getParent() :返回Path对象包含整个路径，不包含 Path 对象指定的文件路径 
Path getRoot() :返回调用 Path 对象的根路径
Path getFileName() : 返回与调用 Path 对象关联的文件名
int getNameCount() : 返回Path 根目录后面元素的数量
Path getName(int idx) : 返回指定索引位置 idx 的路径名称
Path toAbsolutePath() : 作为绝对路径返回调用 Path 对象
Path resolve(Path p) :合并两个路径，返回合并后的路径对应的Path对象
File toFile(): 将Path转化为File类的对象

10.3 Files 类

常用方法：
Path copy(Path src, Path dest, CopyOption ... how) : 文件的复制
Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> ... attr) : 创建一个目录
Path createFile(Path path, FileAttribute<?> ... arr) : 创建一个文件
void delete(Path path) : 删除一个文件/目录，如果不存在，执行报错
void deleteIfExists(Path path) : Path对应的文件/目录如果存在，执行删除
Path move(Path src, Path dest, CopyOption...how) : 将 src 移动到 dest 位置  long size(Path path) : 返回 path 指定文件的大小

用于判断：
boolean exists(Path path, LinkOption ... opts) : 判断文件是否存在
boolean isDirectory(Path path, LinkOption ... opts) : 判断是否是目录
boolean isRegularFile(Path path, LinkOption ... opts) : 判断是否是文件  boolean isHidden(Path path) : 判断是否是隐藏文件
boolean isReadable(Path path) : 判断文件是否可读
boolean isWritable(Path path) : 判断文件是否可写
boolean notExists(Path path, LinkOption ... opts) : 判断文件是否不存在

用于操作内容：
SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption...how) : 获取与指定文件的连
接，how 指定打开方式。
DirectoryStream<Path> newDirectoryStream(Path path) : 打开 path 指定的目录
InputStream newInputStream(Path path, OpenOption...how):获取 InputStream 对象
OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption...how) : 获取 OutputStream 对象