黑马程序员——Java IO流 2——字节流

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字节流是独立于字符流的另一种输入输出方式，类层次结构如下：

InputStream(System.in)

|--FIleInputStream

|--BufferedInputStream

OuputStream

|--FileOutputStream

|--BufferedOuputStream

|--PrintStream(System.out)

字节流是一个字节一个字节传输数据的方式

FileStream

文件字节流对象是专门用于读写文件的字节流对象，它主要包括FileInputStream、FileOutputStream。

FileInputStream
FileInputStream(File file)

构造函数，创建一个FileInputStream对象。

file:为了读取而打开的文件。

FileNotFoundException:文件不存在，或不是文件，则抛此异常

FileInputStream(String name)

构造函数，创建一个FileInputStream对象。

name:文件名

FileNotFoundException:文件不存在，或不是文件，则抛此异常

int read()

从流中读取一个字节

返回值：下一个数据字节；如果已到达文件末尾，则返回-1。

int read(byte[] b)

从流中读取b.length个字节

b:存储读取数据的缓冲区

返回：读入缓冲区的字节总数，如果到达末尾则返回-1

int available()

获取可以从输入流读取的剩余字节数。

FileOutputStreamFileOutputStream(File file)

构造函数，创建一个FileOutputStream对象。

file:为了写入而打开的文件。如果文件不存在则创建

FileNotFoundException:如果file对象指向的是目录，则抛此异常

FileOutputStream(String name)

构造函数，创建一个FileOutputStream对象。

name:文件名。如果文件不存在则创建

FileNotFoundException:如果name指向的是目录，则抛此异常

void write(byte[] b)

将b.length个字节从b中写入到文件输出流

b:数据

下面举例说明用法：

import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class FileStream {public static void main(String[] args) {writeFile();readFile1();readFile2();readFile3();}//用write方法向程序外写出数据private static void writeFile(){FileOutputStream fos=null;try {fos=new FileOutputStream("test.txt");fos.write("write string by byteStream\n".getBytes());} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (fos!= null)fos.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}//用read()方法向程序内写入数据private static void readFile1() {FileInputStream fis=null;try {fis=new FileInputStream("test.txt");int ch=0;while((ch=fis.read())!=-1){System.out.print((char)ch);}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (fis != null)fis.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}//用read(byte[])方法向程序内写入数据private static void readFile2() {FileInputStream fis=null;try {fis=new FileInputStream("test.txt");byte[] buf=new byte[1024];int len=0;while((len=fis.read(buf))!=-1){System.out.print(new String(buf,0,len));}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (fis != null)fis.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}//用read(byte[])方法配合available()方法向程序内写入数据//这方法不好，因为如果文件过大，会造成内存溢出private static void readFile3() {FileInputStream fis=null;try {fis=new FileInputStream("test.txt");byte[] buf=new byte[fis.available()];fis.read(buf);System.out.println(new String(buf));} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (fis != null)fis.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}

上面的三种读取方式中，第二种方式最好，因为性能最好，且不容易出bug

复制图片

由于图片文件不是由字符组成，所以不能用字符流来复制，只能用字节流，例子如下：

import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class CopyImage {public static void main(String[] args) {FileOutputStream fos=null;FileInputStream fis=null;try {fis=new FileInputStream("Image1.png");fos=new FileOutputStream("Image2.png");byte[] buf=new byte[1024];int len=0;while((len=fis.read(buf))!=-1){fos.write(buf,0,len);}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (fis != null)fis.close();if (fos != null)fos.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}

字节流缓冲区

字节流对象和字符流一样也有对应的buffered对象，就是BufferedInputStream和BufferedOuputStream，这两个类的用法基本和字符流一样，此处以复制mp3举例：

import java.io.BufferedInputStream;import java.io.BufferedOutputStream;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class CopyMp3 {public static void main(String[] args) {BufferedInputStream bis=null;BufferedOutputStream bos=null;try {bis=new BufferedInputStream(new FileInputStream("喜欢你.mp3"));bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("喜欢.mp3"));int len=0;while((len=bis.read())!=-1){bos.write(len);}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (bis != null)bis.close();if (bos != null)bos.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}

自定义字节流缓冲区

下面我们看看能不能通过自定义的流缓冲区对象，提高缓冲区性能，代码如下：

自定义BufferedInputStream，此处用了8192的字节数组，会发现此数越大性能越高，但是到某一个阈值又会变小：

import java.io.IOException;import java.io.InputStream;public class MyBufferedInputStream {InputStream in;byte[] buf=new byte[8192];int pos=0;//指示当前读到哪个位置int count=0;//指示当前还剩多少字节没读public boolean isEnd=false;//指示文件是否读完MyBufferedInputStream(InputStream in){this.in=in;}public Byte read() throws IOException {if (pos<count) {return buf[pos++];}else {count=in.read(buf);if (count==-1) {isEnd=true;//此处添加结束标志是为了防止把数据-1和结束标志-1搞混淆return -1;}pos=0;return buf[pos++];}}public void close()throws IOException{in.close();}}

写一个测试方法测下性能：

import java.io.BufferedOutputStream;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class CopyMp3InMyBuffer {public static void main(String[] args) {long start=System.currentTimeMillis();MyBufferedInputStream bis=null;BufferedOutputStream bos=null;try {bis=new MyBufferedInputStream(new FileInputStream("喜欢你.mp3"));bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("喜欢2.mp3"));while(!bis.isEnd){bos.write(bis.read());}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (bis != null)bis.close();if (bos != null)bos.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}long end=System.currentTimeMillis();System.out.println((end-start)+"毫秒");}}

这段代码在本机跑出了113毫秒的成绩，这比用jdk的BufferedInputStream足足快了一倍多，是不是很神奇！视频中讲了read方法返回int（之所以要转成int仅仅是为了多一个-1来判断文件结束，但是把1个字节转换为4个字节太浪费性能，所以此处没有照搬视频），但我觉得把byte转换成int很浪费性能，所以就自己加了个结束标志。

读取键盘录入

下面的从键盘读取一个字符串，转换成大写，并打印出来。

import java.io.IOException;import java.io.InputStream;public class keyboardInput {public static void main(String[] args) {InputStream in=System.in;//StringBuffer用于多线程，StringBuilder用于单线程StringBuilder sb=new StringBuilder();int ch=0;try {while(true){ch=in.read();if (ch=='\r') {continue;}if (ch=='\n') {String s=sb.toString();if ("over".equals(s)) {break;}System.out.println(s.toUpperCase());sb.delete(0, sb.length());}else {sb.append((char)ch);}}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (in != null)in.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}

读取转换流

通过把字节流转换为字符流，从而可以使用更方便的字符读取方法。主要通过InputStreamReader类，例子如下：

import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.InputStreamReader;public class TransStreamDemo {public static void main(String[] args) {InputStream iStream=System.in;InputStreamReader isr=new InputStreamReader(iStream);BufferedReader bReader=null;try {bReader=new BufferedReader(isr);String line=null;while((line=bReader.readLine())!=null){if ("over".equals(line)) {break;}System.out.println(line.toUpperCase());}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (bReader != null)bReader.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}

写入转换流

如果想向标准输出设备（System.out）（控制台）输出数据，必须把字节流转换为字符流，要实现此功能，用OutputStreamWriter类，思路是System.out→OutputStreamWriter→BufferedWriter，例子代码如下：

import java.io.BufferedReader;import java.io.BufferedWriter;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;import java.io.OutputStreamWriter;public class TransStreamDemo {public static void main(String[] args) {BufferedReader br=null;BufferedWriter bw=null;try {br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));String line=null;while((line=br.readLine())!=null){if ("over".equals(line)) {break;}bw.write(line.toUpperCase());bw.newLine();bw.flush();}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (br != null)br.close();if (bw!=null) {bw.close();}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}

注意，上面的代码使用了创建对象的简写形式。上面的代码是键盘输入输出的最常见写法。

流操作规律

IO流对象很多，如何确定用哪一个流对象。主要是三个'明确'，

1.明确是源还是目的

源：输入流就是从当前程序的外部向当前程序输入数据，此时就用InputStream Reader体系

目的：输出流就是从当前程序向外部输出数据，此时就用OutputStream Writer体系

2.明确操作的数据是否是纯文本

是：字符流 Reader Writer

不是：用字节流 InputStream OutputStream

3.明确设备

键盘：System.in

控制台：System.out

硬盘(文件)：FileXXXXXX

4.明确是否需要提高效率

是：用BufferedXXXXXX

例子1：将一个文本文件中的数据存储到另一个文件中，复制文本文件。

明确源还是目的：既有源也有目的，所以输入流和输出流都用

明确是否操作纯文本：文本文件，所以用Reader和Writer系列

明确设备：硬盘上的文件，所以用FileReader和FileWriter 

明确是否提高效率：是所以使用BufferedReader和BufferedWriter

所以声明IO对象的代码如下：

FileReader fr=new FileReader("a.txt");

BufferedReader bufr=new BufferedReader(fr);

FileWriter fw=new FileWriter("b.txt");

BufferedWriter bufw=new BufferedWriter(fw);

例子2：将一个图片文件中的数据存储到另一个文件中，复制图片文件。

明确源还是目的：既有源也有目的，所以输入流和输出流都用

明确是否操作纯文本：图片文件，不是纯文本，所以用InputStream和OutputStream系列

明确设备：硬盘上的文件，所以用FileInputStream和FileOuputStream 

明确是否提高效率：是所以使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream

所以声明IO对象的代码如下：

FileInputStream fis=new FileInputStream("a.png");

BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(fis);

FileOutpuStream fos=new FileOutputStream("b.png");

BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(fos);

例子3：将键盘流入的数据保存到一个文件中

明确源还是目的：既有源也有目的，所以输入流和输出流都用。

下面分别分析：

源：明确是否操作纯文本 是 用Reader；明确设备 键盘 用System.in；由于System.in是字节流而Reader是字符流，所以需要用InputSteamReader转换一下。是否需要提高效率：需要，用BufferedReader。所以代码如下：

InputStreamReader isr=new InputStreamReader(System.in);

BufferedReader br=new BufferedReader(isr);

目的：明确是否操作文本 是 用Writer；明确设备 硬盘文件 用FileWriter；是否提高效率：是 所以用BufferedWriter.

BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt"));

字符流与编码

字符流对象默认是用GBK编码来处理中文字符数据的。字符输入流(比如FileReader)默认用GBK来解码从文件中读到的二进制数据，而字符输出流（比如FileWriter）默认用GBK来编码要存到文件中的二进制数据。如果想要改变默认的GBK编码（比如要使用UTF-8编码），就需要用到转换流，转换流的构造方法中第二个参数可以指定编码。

例如：想把程序中的数据以UTF-8编码的形式存储到文件中

明确源还是目的：目的，用输出流

明确是否操作的是文本：是所以用Writer

明确设备文件：所以使用FileWriter

明确字符编码：UTF-8，由于FileWriter使用GBK编码，所以改用FileOutputStream结合OutputStreamWriter

明确是否提高效率：是用BufferedWriter

代码如下：

OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(new FIleOutputSteam("d.txt"),"UTF-8");

BufferedWriter bufw=new BufferedWriter(osw);

改变标准输入输出设备*

主要使用System.setIn()方法和System.setOut()方法

例子代码如下：

import java.io.BufferedReader;import java.io.BufferedWriter;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;import java.io.OutputStreamWriter;import java.io.PrintStream;public class TransStreamDemo {public static void main(String[] args) {BufferedReader br=null;BufferedWriter bw=null;try {System.setIn(new FileInputStream("AutoBoxing.java"));System.setOut(new PrintStream("test1.txt"));br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));String line=null;while((line=br.readLine())!=null){if ("over".equals(line)) {break;}bw.write(line.toUpperCase());bw.newLine();bw.flush();}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {try {if (br != null)br.close();if (bw!=null) {bw.close();}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}

异常日志信息

用输入输出流将程序异常写到日志文件中:

import java.io.IOException;import java.io.PrintStream;import java.util.*;import java.text.*;public class ExceptionInfo{public static void main(String[] args) {try{//制造一个数组角标越界int[] arr=new int[2];System.out.println(arr[3]);}catch(Exception e){try {Date date=new Date();SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");String s=sdf.format(date);PrintStream ps=new PrintStream("excetion.log");ps.println(s.toString());System.setOut(ps);} catch (IOException ex) {throw new RuntimeException("创建异常日志失败");}e.printStackTrace(System.out);}}}

这里使用了Date类和SimpleDateFormat类。Date类是java.util包中的Date类不是java.sql包中的Date类，java.sql.Date类没有无参构造函数，java.util.Date类有无参构造函数。SimpleDateFormat类的构造函数参数的格式如下：

字母日期或时间元素表示示例GEra 标志符TextADy年Year1996; 96M年中的月份MonthJuly; Jul; 07w年中的周数Number27W月份中的周数Number2D年中的天数Number189d月份中的天数Number10F月份中的星期Number2E星期中的天数TextTuesday; TueaAm/pm 标记TextPMH一天中的小时数（0-23）Number0k一天中的小时数（1-24）Number24Kam/pm 中的小时数（0-11）Number0ham/pm 中的小时数（1-12）Number12m小时中的分钟数Number30s分钟中的秒数Number55S毫秒数Number978z时区General time zonePacific Standard Time; PST; GMT-08:00Z时区RFC 822 time zone-0800

系统信息

将jdk的系统信息带换行输出到文件中，代码如下：

import java.io.IOException;import java.io.PrintStream;import java.util.Properties;public class SystemInfo {public static void main(String[] args) {Properties pro=System.getProperties();PrintStream ps=null;try {ps=new PrintStream("systemInfo.txt");pro.list(ps);} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {if (ps != null)ps.close();}}}

注意PrintStream对象的close方法并不抛出异常

下面是程序输出的系统信息：

-- listing properties --java.runtime.name=Java(TM) SE Runtime Environmentsun.boot.library.path=C:\Users\boss big\AppData\Local\MyEcl...java.vm.version=24.45-b08java.vm.vendor=Oracle Corporationjava.vendor.url=http://java.oracle.com/path.separator=;java.vm.name=Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VMfile.encoding.pkg=sun.iouser.script=user.country=CNsun.java.launcher=SUN_STANDARDsun.os.patch.level=java.vm.specification.name=Java Virtual Machine Specificationuser.dir=D:\Code\Java\javaenhancejava.runtime.version=1.7.0_45-b18java.awt.graphicsenv=sun.awt.Win32GraphicsEnvironmentjava.endorsed.dirs=C:\Users\boss big\AppData\Local\MyEcl...os.arch=amd64java.io.tmpdir=C:\Users\BOSSBI~1\AppData\Local\Temp\line.separator=java.vm.specification.vendor=Oracle Corporationuser.variant=os.name=Windows 8sun.jnu.encoding=GBKjava.library.path=C:\Users\boss big\AppData\Local\MyEcl...java.specification.name=Java Platform API Specificationjava.class.version=51.0sun.management.compiler=HotSpot 64-Bit Tiered Compilersos.version=6.2user.home=C:\Users\boss biguser.timezone=java.awt.printerjob=sun.awt.windows.WPrinterJobfile.encoding=GBKjava.specification.version=1.7user.name=boss bigjava.class.path=D:\Code\Java\javaenhance\bin;D:\Code\...java.vm.specification.version=1.7sun.arch.data.model=64java.home=C:\Users\boss big\AppData\Local\MyEcl...sun.java.command=IOByteStream.SystemInfojava.specification.vendor=Oracle Corporationuser.language=zhawt.toolkit=sun.awt.windows.WToolkitjava.vm.info=mixed modejava.version=1.7.0_45java.ext.dirs=C:\Users\boss big\AppData\Local\MyEcl...sun.boot.class.path=C:\Users\boss big\AppData\Local\MyEcl...java.vendor=Oracle Corporationfile.separator=\java.vendor.url.bug=http://bugreport.sun.com/bugreport/sun.cpu.endian=littlesun.io.unicode.encoding=UnicodeLittlesun.desktop=windowssun.cpu.isalist=amd64

注意上面的file.encoding=GBK就是系统默认的字符编码