java 文件流操作（字节流、字符流和缓冲流）

发布时间：2018-06-10作者：laosun阅读（2541）

一、概念

在Java中，文件的输入和输出是通过流（Stream）来实现的。一个流，必有源端和目的端，它们可以是计算机内存的某些区域，也可以是磁盘文件，甚至可以是 Internet 上的某个 URL。对于流而言，我们不用关心数据是如何传输的，只需要向源端输入数据，从目的端获取数据即可。

流按照处理数据的单位，可以分为字节流和字符流。字节流的处理单位是字节，通常用来处理二进制文件，例如音乐、图片文件等。而字符流的处理单位是字符，因为Java采用Unicode编码，Java字符流处理的即为Unicode字符，所以在操作汉字、国际化等方面，字符流具有优势。

二、字节流

所有的字节流类都继承自InputStream 和 OutputStream 这两个抽象类，下面列举了5个输入字节流类，输出字节流类和输入字节流类存在对应关系，这个就不一一列举了。

FileInputStream：把一个文件作为输入源，从本地文件系统中读取数据字节，实现对文件的读取操作。
ByteArrayInputStream：把内存中的一个缓冲区作为输入源，从内存数组中读取数据字节。
ObjectInputStream：对以前使用过ObjectOuputStream写入的基本数据和对象进行反序列化，用于恢复那些以前序列化的对象，注意这个对象所属的类必须实现Serializable接口。
PipeInputStream：实现了管道的概念，从线程通道中读取线程字节。主要在线程中使用，用于两个线程间通信。
SequenceInputStream：表示其他输入流的逻辑串联。它从输入流的有序集合开始，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。
System.in：从用户控制台读取数据字节，在System类中，in是 InputStream 类的静态导入。

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

public class Snippet {
	public static void main(String[] args) {
		InputStream in = null;
		OutputStream out = null;
		try {
			// 得到输入流
			in = new FileInputStream("/Users/sun/Documents/a.txt");
			// 得到输出流
			File file = new File("/Users/sun/Documents/b.txt");
			if (!file.exists()) {
				file.createNewFile();
			}
			out = new FileOutputStream(file, true);
			int i;
			// 从输入流读取一定数量的字节，返回 0 到 255 范围内的 int 型字节值
			while ((i = in.read()) != -1) {
				out.write(i);
			}
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				if (in != null) {
					in.close();
				}
				if (out != null) {
					out.close();
				}
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

三、字符流

所有的字符流类都继承自Reader 和 Writer 这两个抽象类，其中Reader是用于读取字符流的抽象类，Writer是用于写入字符流的抽象类。

Reader 和 Writer 要解决的最主要问题是国际化。原先的 I/O 类库只支持8位的字节流，因此不能很好的处理16位的Unicode字符。Unicode 是国际化的字符集，这样增加了Reader 和 Writer之后，就可以自动在本地字符集和Unicode国际化字符集之间进行转换。

FileReader：与FileInputStream对应，从文件系统中读取字符序列。
CharArrayReader：与ByteArrayInputStream 对应，从字符数组中读取数据。
PipedReader：与PipedInputStream 对应，从线程管道中读取字符序列。
StringReader：从字符串中读取字符序列。

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.Reader;
import java.io.Writer;

public class Snippet {
	/** * 由于是字符，存在编码不一致导致乱码的问题 * @param args */
	public static void main(String[] args) {
		Reader reader = null;
		Writer writer = null;
		try {
			// 得到输入流
			reader = new FileReader("/Users/sun/Documents/a.txt");
			// 得到输出流
			writer = new FileWriter("/Users/sun/Documents/b.txt", true);
			char[] chars = new char[50];
			int i;
			while ((i = reader.read(chars)) != -1) {
				writer.write(chars, 0, i);
				writer.flush();
			}
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				if (reader != null) {
					reader.close();
				}
				if (writer != null) {
					writer.close();
				}
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

四、缓冲流

前面介绍的字节流、字符流都是无缓冲的输入、输出流，这就意味着，每一次的读、写操作都会交给操作系统来处理。这样的做法可能会对系统的性能造成很大的影响，因为每一次操作都可能引起磁盘硬件的读、写或网络的访问。因此，对于字节流和字符流，一般不直接使用。

缓存流是一种装饰器类，目的是让原字节流、字符流新增缓冲的功能。以字符缓冲流为例进行说明，字符缓冲流从字符流中读取、写入字符，不立刻要求系统进行处理，而是缓冲部分字符，从而实现按规定字符数、按行等方式高效ed读取或写入。

字节缓冲流：

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class Snippet {
	public static void main(String[] args) {
		BufferedInputStream in = null;
		BufferedOutputStream out = null;
		try {
			in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(
					"/Users/sun/Documents/a.txt"));
			out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(
					"/Users/sun/Documents/b.txt", true));
			byte[] b = new byte[1024];
			int i;
			while ((i = in.read(b)) != -1) {
				out.write(b, 0, i);
				out.flush();
				// 手动刷新该流的缓冲，立即将他们写入预期目标
			}
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				if (in != null) {
					in.close();
				}
				if (out != null) {
					out.close();
				}
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

字符缓冲流：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class Snippet {
	public static void main(String[] args) {
		BufferedReader bufferedReader = null;
		BufferedWriter bufferedWriter = null;
		try {
			// 设置文件编码，解决文件乱码问题
			// 将字节流转换为字符流，实际上使用了一种设计模式——适配器模式
			InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(
					"/Users/sun/Documents/a.txt"), "UTF-8");
			bufferedReader = new BufferedReader(isr);
			bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(
					"/Users/sun/Documents/b.txt"));
			String s;
			while ((s = bufferedReader.readLine()) != null) {
				bufferedWriter.write(s);
				bufferedWriter.newLine();
				// 按行读取，写入一个分行符，否则所有内容都在一行显示
			}
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				if (bufferedReader != null) {
					bufferedReader.close();
				}
				if (bufferedWriter != null) {
					bufferedWriter.close();
				}
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}