File 类

尽管 java.io 定义的大多数类用于操作流, 但 File 类却不是.

File 类没有指定如何从文件检索信息以及如何向文件中存储信息, 但是描述了文件本身的属性.File 对象用于获取和操作与磁盘文件关联的信息, 例如权限, 时间, 日期以及目录路径, 并且还可以浏览子目录层次.

在许多程序中, 文件是主要的数据源和目标. 尽管在 applet 中, 由于安全原因, 使用文件有一些限制, 但是文件仍然是存储永久信息以及共享信息的主要资源.

下面的构造函数可以用于创建 file 对象:

File(String dirPath)
File(String dirPath, String filename)
File(File dirObj, String filename)
File(URI uriObj)

其中, dirPath 是文件的路径名; filename 是文件或子目录的名称; uriObj 是指定目录的 File 对象; uriObj 是描述文件的URI对象.

给出一些例子:

File f1 = new File("/");
File f2 = new File("/", "aaa.bat");
File f3 = new File(f1, "bbb.bat");

注意: Java 使用介于UNIX 和 Windows 约定之间的路径分隔符. 如果在Windows 版本的java中使用正斜杠(/), 那么路径仍然会被正确解析.
请记住, 如果使用 Windows 约定的反斜杠(\), 那么在字符串中需要使用转义序列(\\).

File 类定义了获取 File 对象中标准属性的方法. 例如, getName() 方法返回文件的名称; getParent() 方法返回父目录名; 并且如果文件存在, exists()方法将返回true, 否则返回false.

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流类

InputStream 和 OutputStream 针对字节流而设计, Reader 和 Writer 针对字符流而设计. 字节流类 和 字符流类形成了不同的层次.

通常, 当操作字符或字符串时, 应当使用字符流; 当操作字节或其他二进制对象时, 应当使用字节流.

字节流

字节流类为处理面向字节的 I/O 提供了丰富的环境. 字节流可以用于任意类型的对象, 包括二进制数据.

1.InputStream类

定义了java的字节输入模型, 并且还实现了 AutoCloseable 和 Closeable 接口. 当发生 I/O 错误时, 该类中的大部分都会抛出 IOException 异常.

2.OutpuStream类

定义流字节输出的抽象类, 实现了 AutoCloseable Closeable以及 Flushable接口.

3.FileInputStream 类

两个常用的构造函数

FileInputStream(String filePath)
FileInputStream(File fileObj)

这两个构造函数都会抛出 FileNotFoundException 异常. 其中, filePath 是文件的完整路径名, fileObj 是描述文件的File 对象.

下面的例子创建了两个 FileInputStream 对象, 它们使用相同的磁盘文件, 并且分别使用两个构造函数创建的:

FileInputStream f0 = new FileInputStream("/abc.bat");

File f = new File("/abc.bat");
FileInputStream f1 = new FileInputStream(f);

尽管第一个构造函数可能更常用, 但是使用第二个构造函数, 在将文件附加到输入流之前, 可以使用 File 类的方法对象进行进一步的检查.

当创建 FileInputStream 对象时, 还可以为读取而打开了.

下面的例子显式了如何读取单个字节, 整个字节字节数组以及字节数组的一部分.

public class FileInputStreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int size;
        int i;
        try(FileInputStream f = new FileInputStream("FileInputStream.java")) {
            System.out.println("Total Available Bytes: " + (size = f.available()));//available() 获取剩余的字节数量

            int n = size / 40;
            for (i = 0; i < n; i++) {
                System.out.println((char) f.read()); //返回代表下一个可用字节的整数. 当到达文件末尾时, 返回-1
            }

            byte b[] = new byte[n];
            StringBuffer sb = new StringBuffer();
            while (f.read(b) != -1) {
                sb.append(new String(b, "UTF-8"));
            }
            System.out.println(sb.toString());

            b = new byte[n];
            sb = new StringBuffer();
            while (f.read(b, 0, n) != -1) {
                sb.append(new String(b, "UTF-8"));
            }
            System.out.println(sb.toString());

        } catch (IOException e) {
            System.out.println("I/O Error: " + e);
        }
    }
}

4.FileOutputStream 类

创建能够用于向文件中写入字节的OutputStream 对象。 该类实现了AutoCloseable, Closeable 以及 Flushable 接口, 它的4个构造函数如下所示:

FileOutputStream(String filePath)
FileOutputStream(File file)
FileOutputStream(String filePath, boolean append)
FileOutputStream(File fileObj, boolean append)

它们都可能抛出 FileNotFoundException 异常. 其中, filePath 是文件的完整路径, fileObj是描述文件的File 对象. 如果 append 为true, 就以追加方式打开文件.

FileOutputStream 对象的创建不依赖于已经存在的文件. 当创建对象时, FileOutputStream 会在打开文件之前创建文件. 当创建 FileOutputStream 对象时, 如果试图打开只读文件, 会抛出异常.

public class FileOutputStream {
    public static void main(String[] args) {
        String source = "Now is the time for all good men\n" +
                " to come to the aid of their country\n" +
                " and pay their due taxes.";
        byte buf[] = source.getBytes();

        try (java.io.FileOutputStream f0 = new java.io.FileOutputStream("a.txt");
             java.io.FileOutputStream f1 = new java.io.FileOutputStream("b.txt");
             java.io.FileOutputStream f2 = new java.io.FileOutputStream("c.txt")){

            for (int i = 0; i < buf.length; i += 2) f0.write(buf[i]);

            f1.write(buf);

            f2.write(buf, buf.length - buf.length/4, buf.length/4);


        } catch (IOException e) {
            System.out.println("An I/O Error Occurred");
        }
    }
}

缓冲的字节流

1.BufferedInputStream 类

缓冲 I/O 是很常见的性能优化手段. java 的 BufferedInputStream 类允许将任何 InputStream 对象封装到缓冲流中以提高性能.

BufferedInputStream 类有两个构造函数:

BufferedInputStream(InputStream inputStream)
BufferedInputStream(InputStream inputStream, int bufSize)

第一种形式使用默认缓冲区大小(8192字节)创建缓冲流. 在第二种形式中, 缓冲器大小是由 bufSize 传递的. 使缓冲区大小等于内存页面, 磁盘块等大小的整数倍, 可以明显提高性能. 然而,这依赖于具体实现.

最优的缓冲区大小通常依赖于宿主操作系统, 可用的内存数量以及机器的配置.

为了充分利用缓冲, 不需要这么复杂. 比较好的缓冲大小大约是 8 192字节, 并且对于 I/O 系统来说既是附加比较小的缓冲区, 也是一个好主意.

这样的话, 低级的系统就可以对磁盘或网络获取多块数据, 并将结果存储在缓冲区中. 因此, 即使正在从 InputStream 对象一次读取一个字节, 大部分时间也都是在操作访问速度很快的内存.

2.BufferedOutputStream 类

除了增加 flush() 方法之外, BufferedOutputStream 与所有 OutputStream 类似, flush() 方法用于确保将数据缓冲区写入被缓冲的流中. BufferedOutputStream 是通过减少系统实际写数据的次数来提高性能的, 因此可能需要调用 flush() 方法, 从而要求立即写入缓冲区的所有数据.

下面是两个构造函数:

BufferedOutputStream(OutputStream outputStream)
BufferedOutputStream(OutputStream outputStream, int bufSize)

第一种方式使用默认缓冲区大小创建缓冲流. 第二种方式, 缓冲区大小是由 bufSize传递的.

PrintStream 类

实现了 Appendable, AutoCloseable, Closeable 以及 Flushable接口.

PrintStream(OutputStream outputStream)
PrintStream(OutputStream outputStream, boolean autoFlushingOn)
PrintStream(OutputStream outputStream, boolean autoFlushingOn, String charSet) throws UnsupportedEncodingException

在此, outpuStream 指定了用于接收输出的打开的 OutputStream 对象. autoFlushingOn 参数控制每次写入一个换行符或字节数组, 如果调用 println() 方法时, 是否自定刷新输出缓冲区. 如果为true, 就自动刷新; 如果为false, 就不自动刷新. 第一个构造函数不自动刷新缓冲区. 可以通过 charSet 传递的名称来指定字符编码.