封面来源：碧蓝航线北境序曲活动CG

1. File 类的使用

1.1 路径分隔符

路径中的每级目录之间用一个路径分隔符隔开。

路径分隔符与系统有关：

windows 和 DOS 系统默认使用 “\” 来表示
UNIX 和 URL 使用 “/” 来表示

Java 程序支持跨平台运行，因此路径分隔符要慎用！

为了解决这个隐患，File 类提供了一个常量：

1	public static final String separator

使用这个常量可以根据操作系统，动态的提供分隔符。比如：

1
2
3

File file1 = new File("D:\\mofan.txt");
File file2 = new File("D:" + File.separator + "mofan.txt");
File file3 = new File("d:/mofan");

这里出现了路径的一种写法：绝对路径，既然有绝对路径，那么也有相对路径。

相对路径：相较于某个路径，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

相对路径的注意要点

IDEA 中：

如果开发使用 JUnit 中的单元测试方法进行测试，相对路径即为当前 Module 下。

如果使用 main() 进行测试，相对路径即为当前 Project 下。

public static void main(String[] args) {
    // 相当于当前工程
    File file = new File("hello.txt");
    // D:\Code\IdeaCode\JavaSE\hello.txt
    System.out.println(file.getAbsolutePath());

    File file1 = new File("IO-Stream\\hello.txt");
    // D:\Code\IdeaCode\JavaSE\IO-Stream\hello.txt
    System.out.println(file1.getAbsolutePath());
}

Eclipse 中：

不管使用单元测试方法还是使用 main() 方法，相对路径都是当前 Project 下。

1.2 常用构造器

第一种

1	public File(String pathname)

以 pathname 为路径创建 File 对象，可以是 绝对路径或相对路径 ，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：相对于某个位置开始

第二种

1	public File(String parent, String child)

以 parent 为父路径，child 为子路径创建 File 对象

第三种

1	public File(File parent, String child)

根据一个父 File 对象和子文件路径创建 File 对象

1.3 常用方法

File 类的获取功能

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) ，但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

测试代码：

@Test
public void test2() {
    File file1 = new File("hello.txt");
    File file2 = new File("D:\\io\\hi.txt");

    System.out.println(file1.getAbsoluteFile());
    System.out.println(file1.getPath());
    System.out.println(file1.getName());
    System.out.println(file1.getParent());
    System.out.println(file1.length());
    // 返回毫秒级别的时间戳
    System.out.println(new Date(file1.lastModified()));

    System.out.println();

    System.out.println(file2.getAbsoluteFile());
    System.out.println(file2.getPath());
    System.out.println(file2.getName());
    System.out.println(file2.getParent());
    System.out.println(file2.length());
    System.out.println(file2.lastModified());
}

如下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

测试代码：

@Test
public void test3() {
    File file = new File("D:\\io");
    String[] list = file.list();
    for (String s : list) {
        // 打印出文件名
        System.out.println(s);
    }

    File[] files = file.listFiles();
    for (File f : files) {
        // 打印出绝对路径
        System.out.println(f);
    }
}

File 类的重命名功能

public boolean renameTo(File dest)：把文件重命名为指定的文件路径。

针对 file1.renameTo(file2) 来说，需要 file1 存在，但是 file2 不存在，将 file1 移动到 file2 并改名为 file2 （相当于剪切与重命名）。

测试代码：

@Test
public void test4() {
    // hello.txt 存在
    File file1 = new File("hello.txt");
    // hi.txt 并不存在
    File file2 = new File("D:\\io\\hi.txt");

    boolean renameTo = file1.renameTo(file2);
    // 要想保证返回 true，file1 要存在，file2 要不存在
    System.out.println(renameTo);
}

File 类的判断功能

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

测试代码：

@Test
public void test5() {
    File file1 = new File("hello.txt");

    System.out.println(file1.isDirectory());
    System.out.println(file1.isFile());
    System.out.println(file1.exists());
    System.out.println(file1.canRead());
    System.out.println(file1.canWrite());
    System.out.println(file1.isHidden());

    System.out.println("======================");

    File file2 = new File("D:\\io");
    System.out.println(file2.isDirectory());
    System.out.println(file2.isFile());
    System.out.println(file2.exists());
    System.out.println(file2.canRead());
    System.out.println(file2.canWrite());
    System.out.println(file2.isHidden());
}

FIle 类的创建功能

public boolean createNewFile()：创建文件。若文件存在，则不创建并返回 false 。

public boolean mkdir() ：创建文件目录。如果此文件目录存在，就不创建。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。如果上层文件目录不存在，一并创建。

注意：如果你创建文件或者文件目录没有写盘符路径，那么默认在项目路径下。

测试代码：

// 文件目录的创建
@Test
public void test7() {
    // io1 并不存在
    File file1 = new File("D:\\io\\io1\\io3");
    boolean mkdir1 = file1.mkdir();
    if (mkdir1) {
        System.out.println("创建成功1"); // 不会打印
    }

    // io1 并不存在
    File file2 = new File("D:\\io\\io1\\io4");
    boolean mkdir2 = file1.mkdirs();
    if (mkdir2) {
        System.out.println("创建成功2"); // 最终打印
    }
}

当硬盘中真有一个真实的文件或目录存在，创建 File 对象的时候，各个属性会被显式赋值。

当硬盘中没有真实的文件或目录存在时，那么创建 File 对象时，除了指定的目录和路径之外，其他的属性都是取成员变量的默认值 。

File 类的删除功能

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 。要删除一个文件目录，请注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录。

1.4 总结

使用 File 类时，我们需要明白：

1、File 类的一个对象，代表一个文件或一个文件目录

2、File 类声明在 java.io 包下

3、File 类中设计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，但是并未设计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，就必须使用 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”。

2. IO 流概述

2.1 Java 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。

输入与输出针对不同的对象，会得到不同的结果。比如站在文件的角度来看，将文件中的数据写入到内存中，那这就是输出，但从内存的角度来看，这就是输入。因为我们是编写代码的人，因此我们需要 站在内存（程序）的角度 来看待 IO。

2.2 流的分类

按操作数据单位不同可分为：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

按流的角色不同分为：节点流、处理流

抽象基类	字节流	字符流
输入流	InputStream	Reader
输出流	OutputStream	Writer

Java 的 IO 流共涉及到 40 多个类，实际上非常规则，都是从如下 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。

当我们操作文本数据时，里面的数据都是一个一个的字符，所以用字符流；当我们操作视频、音频或图片时，就需要用字节流。

针对数据流的流向，我们是一直站在程序（内存）的角度出发的，写入内存叫输入流，从内存中输出到外部存储就叫输出流。

如果流直接作用在文件上，那么这叫节点流；如果当前流作用在已有的流的基础之上，那么当前流叫做处理流（可以理解成：水流等价于节点流，管道等价于处理流）。😵

关于节点流和处理流还可以这样理解：自己就可以操作的叫节点流，依赖于别的流操作的叫处理流。😰

IO 流体系图

Java IO 流体系图参考：Java IO 流体系图

分类	字节输入流	字节输出流	字符输入流	字符输出流
抽象基类	InputStream	OutputStream	Reader	Writer
访问文件	FileInputStream	FileOutputStream	FileReader	FileWriter
访问数组	ByteArrayInputStream	ByteArrayOutputStream	CharArrayReader	CharArrayWriter
访问管理	PipedInputStream	PipedOutputStream	PipedReader	PipedWriter
访问字符串			StringReader	StringWriter
缓冲流	BufferedInputStream	BufferedOuputStream	BufferedReader	BufferedWriter
转换流			InputStreamReader	OutputStreamWriter
对象流	ObjectInputStream	ObjectOutputStream
	FilterInputStream	FilterOutputStream	FilterReader	FilterWriter
打印流		PrintStream		PrintWriter
推回输入流	PushbackInputStream		PushbackReader
特殊流	DataInputStream	DataOutputStream

重点放在：抽象基类、访问文件、缓冲流、转换流和对象流上。

3. 字符流

3.1 数据读入

使用 FileReader 读取文件中的数据，测试代码如下：

/*
* 将 IO-Stream 下的 hello.txt 文件内容输出到控制台
* 1. 异常的处理：为了保证资源一定可以执行关闭操作，不建议使用 throws ，采用 try-catch 更好
* 2. 读入的文件一定要存在，否则会抛出 FileNotFoundException 异常
* */
@Test
public void testFileReader() {
    FileReader fileReader = null;
    try {
        // 1. 实例化 File，指明要操作的文件
        File file = new File("hello.txt"); // 当前 Module 下存在 hello.txt 文件
        // 2. 提供具体的流
        fileReader = new FileReader(file);
        // 3. 数据的流入
        // read(): 返回读入的一个字符（ASCII码）。如果达到文件末位，返回 -1
        /*int data = fileReader.read();
        while (data != -1) {
            System.out.print(((char) data));
            data = fileReader.read();
        }*/

        // 优化一下
        int data;
        while ((data = fileReader.read()) != -1) {
            System.out.print(((char) data));
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (fileReader != null) {
                // 4. 关闭流
                fileReader.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上述代码中，FileReader 的构造方法、read() 和 close() 都会抛出异常，为了保证资源一定可以执行关闭操作，不建议使用 throws，采用 try-catch 更好。

被读取文件一定要存在，否则会抛出 FileNotFoundException 异常。

在上述代码中，读取文件中的内容使用了 read() 方法，这个方法可以读取单个字符 ，如果纯文本文件中有内容的话，就会返回 ASCII 码表中对应的数字值，如果 ASCII 表中不存在，就会去查找 Unicode 表。将字符读取完毕后，会将读取目标指向下一个字符，因此常与循环一起使用。

如果纯文本文件没有内容，或者前面的内容已经被读取完了，read() 返回的就是 -1，由于我们不知道文本内容有多少，所以我们需要使用一个循环。

read() 方法只能读取一个字符，如果读取的文本很长，那效率也太低了。😳

因此，我们想可不可以一次性多读取一点，然后放到数组或字符串中，那样多奈斯！😏

JDK 提供了一个 read() 的重载方法，可以一次性多读取一点，并将其放到 char[] 中。测试代码如下：

// 对 read() 的操作升级，使用 read() 的重载方法
@Test
public void testFileReader1(){
    FileReader fileReader = null;
    try {
        // 1. File 类的实例化
        File file = new File("hello.txt");
        // 2. FileReader流的实例化
        fileReader = 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 = fileReader.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，对应方式一错误的写法
//                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 {
        // 4. 资源关闭
        try {
            if (fileReader != null) {
                fileReader.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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 。

使用 read(char[] cBuf) 方法时，将读取字符数组。假设字符数组的长度是 2，那么一口气读的是 2 个字符，但由于文本内容只有 3 个字符，那么第二次读取的时候，可读取的有效长度就是 1 ，那么存放在字符数组的第 1 位就会被覆盖掉，但是第 2 位没有被覆盖，就会保留。

如果我们直接读取字符串，而不指定有效长度的话，会按字符数组的长度读取，并将没覆盖的字符读取出来，而不是只读有效长度。

所以我们在创建一个 String 对象的时候，要如此使用。

1	String str = new String(a, 0, len);

a 代表的是字符数组，0 代表起始位置，len 代表读取的长度。

参考链接：FileReader用法和问答

3.2 数据写出

有了读入，当然还有写出，字符流写出将用到 FileWriter ，测试代码如下：

// 从内存中写出数据到硬盘文件中
@Test
public void testFileWriter() {
    FileWriter fileWriter = 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
        fileWriter = new FileWriter(file);
        // 3. 写出的操作
        fileWriter.write("I have a dream!\n");
        fileWriter.write("You need to have a dream!\n");
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (fileWriter != null) {
                // 4. 流资源的关闭
                fileWriter.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用字符流写出数据时，有几点需要进行说明：

1、使用字符流进行写出操作时，内容写入的目标文件可以不存在，且不会报异常。

2、File 对应的硬盘中的文件如果不存在，在输出的过程中，会自动创建文件。

3、File 对应的硬盘中的文件如果存在：

如果流使用构造器是 FileWriter(file, false) 或 FileWriter(file) 将会对原有文件进行覆盖
如果流使用构造器是 FileWriter(file, true) 不会对原有文件进行覆盖，而是原有文件基础上追加内容

3.3 读入与写出

前面列举了数据读入和写出，但是读入是将文本文件内容输出到控制台上，写入是使用代码的方式直接写入到文本文件中，那能否将两者结合一下？

先读入 A 文件的内容，然后将该内容写入到 B 文件中呢？（这就是传说中的文本复制！ 😂）

其实也很简单，直接上测试代码：

@Test
public void testFileReaderFileWriter() {
    FileReader fileReader = null;
    FileWriter fileWriter = 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"); // 该文件存在当前 Module 中
        File destFile = new File("hello2.txt"); // 该文件并不存在当前 Module 中
        // 2. 创建输出流和输入流的对象
        fileReader = new FileReader(srcFile);
        fileWriter = new FileWriter(destFile);
        // 3. 数据的读入和写出操作
        char[] cBuf = new char[5];
        int len; // 记录每次写入到 cBuf 数组中的字符的个数
        while ((len = fileReader.read(cBuf)) != -1) {
            // 每次写出 len 个字符
            fileWriter.write(cBuf, 0 ,len);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        // 4. 关闭流资源
        try {
            fileWriter.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try {
            fileReader.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.4 拓展

我们前面编写的代码都是处理文本文件的，那么那些代码可以处理图片吗？

是否只需要将 File 构造器内的文件名修改一下就可以了呢？比如：

1
2
3

// 1. 创建 File 类的对象，指明读入和写出的文件
File srcFile = new File("pic.jpg");
File desFile = new File("pic2.jpg");

其实测试一下就知道，压根是不行的，虽然 pic2.jpg 会出现在我们的 Module 下，但并不能打开该文件。

原因也很简单，FileReader 和 FileWriter 都是处理字符流的，或者说都是处理文本文件的，而图片并不是文本文件，属于二进制文件，要想处理图片，就需要用到字节流！ 👇

4. 字节流

4.1 字节输入流初体验

上文说到，对于文本文件（.txt, .java, .c, .cpp 等）使用字符流处理，对于非文本文件（.jpg, .mp3, .mp4, .pdf 等）使用字节流处理。我们也验证了使用字符流 FileReader 和 FileWriter 处理非文本文件会出错，那么使用字节流 FileInputStream 和 FileOutputStream 来处理文本文件会怎么样呢？

不多 BB，直接上代码，步骤和格式与前面的操作差不多：

// 使用字节流 FileInputStream 处理文本文件可能出现乱码
@Test
public void testFileInputStream() {
    FileInputStream fileInputStream = null;
    try {
        // 操作文件
        File file = new File("hello.txt"); // 该文件存在当前 Module 中
        // 造流
        fileInputStream = new FileInputStream(file);
        // 读数据
        byte[] bytes = new byte[5];
        int len; // 记录每次读取的字节的个数
        while ((len = fileInputStream.read(bytes)) != -1) {
            String s = new String(bytes, 0, len);
            System.out.print(s);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            // 关闭资源
            if (fileInputStream != null) {
                fileInputStream.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

相信聪明的你一定看到贴出代码的首行注释了：使用字节流 FileInputStream 处理文本文件可能出现乱码。于是你一通 cv 把代码拷贝到自己的项目中，然后发现并没有出现乱码，这是怎么回事？

可以看一下 hello.txt 文件的编码，一般来说都是 UTF-8 ，在 UTF-8 中，英文字符和数字也都是一个字节，使用字节流传输是没有什么问题的，但是如果你加几个中文汉字呢？

于是你又一番操作，结果发现还是没乱码？咋回事？（第一次这么想让汉字乱码😂）

原因也很简单。 在 UTF-8 编码中，一个汉字占 3 个字节。 我们代码中设置的字节数组长度为 5，然后你编写的文本中的数据恰好也是 5 字节的整数倍，不妨再加一个汉字，看看会不会乱码？

我相信，一定会乱码的！

因此结论也得出来了：使用字节流 FileInputStream 处理文本文件可能出现乱码。（这可能二字用得就很妙！）

总的来说，操作文本文件还是使用字符流好，毕竟在字符流中，无论英文、数字，抑或汉字，都算一个字符，如此下来，使用字符流操作文本文件是不会出现乱码的情况的。

扯了这么多，接下来就该进入主题了，使用字节流操作非文本文件。

4.2 操作非文本文件

在本节我们使用字节流来操作一下非文本文件，通俗一点：复制图片。😝

操作步骤和前面的复制文本文件一下，方法也基本一样，只是换几个类：

// 实现对图片的复制
@Test
public void testFileInputOutputStream() {

    FileInputStream fileInputStream = null;
    FileOutputStream fileOutputStream = null;

    try {
        File srcFile = new File("妖梦.jpg"); // 该文件存在当前 Module 中
        File destFile = new File("魂魄妖梦.jpg"); // 该文件并不存在当前 Module 中

        fileInputStream = new FileInputStream(srcFile);
        fileOutputStream = new FileOutputStream(destFile);

        byte[] bytes = new byte[10];
        int len;
        while ((len = fileInputStream.read(bytes)) != -1) {
            fileOutputStream.write(bytes, 0, len);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (fileOutputStream != null) {
                fileOutputStream.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

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

运行后，确实实现了图片的复制，复制得到的图片也可以正常打开。

什么？魂魄妖梦是啥？😇 老二刺猿了！

4.3 文件复制

根据 4.2 操作非文本文件 提供的代码，我们可以改写一下代码，编写一个复制文件的方法 copyFile() 。

copyFile() 方法和测试代码如下：

// 实现指定路径下文件复制
public void copyFile(String srcPath, String destPath) {
    FileInputStream fileInputStream = null;
    FileOutputStream fileOutputStream = null;

    try {
        File srcFile = new File(srcPath);
        File destFile = new File(destPath);

        fileInputStream = new FileInputStream(srcFile);
        fileOutputStream = new FileOutputStream(destFile);

        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = fileInputStream.read(bytes)) != -1) {
            fileOutputStream.write(bytes, 0, len);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (fileOutputStream != null) {
                fileOutputStream.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

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

@Test
public void testCopyFile() {

    long start = System.currentTimeMillis();
    String srcPath = "D:\\01-视频.mp4";
    String destPath = "D:\\02-视频.mp4";

//        String srcPath = "hello.txt";
//        String destPath = "hello3.txt";
    copyFile(srcPath, destPath);
    long end = System.currentTimeMillis();
    // 164MB --> 2085ms
    System.out.println("复制操作花费时间为：" + (end - start));
}

运行上述代码，复制一个大小 164M 的视频文件耗费了 2085ms。

你会发现提供的代码中，我还尝试复制了文本文件，那么真的可以复制成功吗？不会像前面测试那样乱码吗？

不妨取消注释，自己尝试一下，最终会发现能够复制成功。

总结

针对上面的现象进行进行一个小总结：

1、 使用字节流读入文本文件并显示在控制台，可能会出现乱码，但是使用字节流复制文本文件并不会出现乱码，并且能够成功复制。 （直接看就乱码，不看就不会乱码，这是薛定谔的代码？😆）

2、不能够使用字符流来处理非文本文件，就算是复制也不行！当然对于文本文件来说，还是使用字符流处理更好。

5. 缓冲流

5.1 非文本文件的复制

缓冲流的概述

前面讲的字符流（FileReader、FileWriter）和字节流（FileInputStream、FileOutputStream）属于节点流，而缓冲流属于处理流的一种 ，在节点流的基础上包装了一层。那么，缓冲流有什么用？

缓冲流的作用就是为了提高文件的读写效率。因此在设计开发过程中，一般不会使用前面列述的几个类，而是考虑使用缓冲流，因为它们是比较基本的几个流，效率不是很高。

有关缓冲流，存在这四个类：BufferedInputStream 、 BufferedOuputStream 、 BufferedReader 和 BufferedWriter 。根据前面的说明，我们可以很简单地明白前两个是针对字节流的，后面两个是针对字符流的。

还有一点，缓冲流是不能直接作用在源文件上的，需要作用在节点流之上。

缓冲流就是“套接”在已有流的基础上。

测试代码

编写代码，实现图片的复制：

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

    try {
        // 1. 指定原文件与目标文件
        File srcFile = new File("妖梦.jpg");
        File destFile = new File("Youmu.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：读取和写入
        byte[] bytes = new byte[10];
        int len;
        while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
            bos.write(bytes, 0, len);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        // 4. 资源的关闭
        // 要求：先关闭外层的流，再关闭内层的
        try {
            if (bos != null) {
                bos.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try {
            if (bis != null) {
                bis.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 说明：关闭外层的流时，内层流也会自动关闭。因此，内层流的关闭可以省略。
//        fos.close();
//        fis.close();
    }
}

运行代码后，可以前往当前 Module 中查看复制得到的图片。

上述代码中，涉及到 4 个类，两种节点流，两种作用于节点流的处理流（缓冲流），那么最后关闭的时候要关闭 4 种？

当然不用。关闭外层的流时，内层流也会自动关闭，因此，内层流的关闭可以省略。

使用缓冲流可以实现非文本文件的复制，但是怎么体现缓冲流的作用（提高了读写效率）呢？

5.2 读写速度对比

和前面一样，提取一个 copyFileWithBuffered() 方法用于复制一个视频，然后使用与前面相同的视频进行测试，比较使用缓冲流所耗费的时间与未使用缓冲流所耗费的时间：

public void copyFileWithBuffered(String srcPath, String destPath) {
    BufferedInputStream bis = null;
    BufferedOutputStream bos = null;

    try {
        // 1. 指定原文件与目标文件
        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：读取和写入
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
            bos.write(bytes, 0, len);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (bos != null) {
                bos.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

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

@Test
public void testCopyFile() {
    long start = System.currentTimeMillis();
    String srcPath = "D:\\01-视频.mp4";
    String destPath = "D:\\02-视频.mp4";

    copyFileWithBuffered(srcPath, destPath);
    long end = System.currentTimeMillis();
    // 未使用缓冲流： 164MB --> 2085ms
    // 使用缓冲流后： 164MB --> 450ms
    System.out.println("复制操作花费时间为：" + (end - start));

}

运行代码后得出使用缓冲流复制相同视频所用时间为 450ms，而未使用缓冲流时，所消耗时间为 2085ms，效率得到了明显的提升（注意测试时将字节数组的大小设置成一样，控制变量嘛）。

那么为什么使用缓冲流后读写效率会得到提升呢？

主要是因为内部提供了一个 8kb 的缓冲区，数据会先写入缓冲区，当缓冲区数据满（达到某一条件）后，刷新缓冲区，将数据进行复写到目标文件中。

缓冲流内部还有一个 flush() 方法，这个方法用于刷新缓冲区。如果每次使用缓冲流写入后，手动调用这个方法（这个时候缓冲区还没达到刷新条件），会发现耗时又增加了（我的环境下耗时为 1431ms）。

5.3 文本文件的复制

对于字符流也有对应的缓冲流，我们可以测试一下（被复制文本最好是个大文本文件）：

// 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 {
        // 原 Module 中已经存在
        br = new BufferedReader(new FileReader(new File("training-1000.txt")));
        // 原 Module 中并不存在
        bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("result.txt")));

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

        // 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);
            bw.newLine(); // 提供换行操作
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        // 关闭资源
        try {
            if (bw != null) {
                bw.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

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

在上述代码的读写操作中，使用了两种方法：一种使用 char[] 数组，一种使用了 String 类。

使用 char[] 数组时，与使用 byte[] 一样，就不赘述了。

使用 String 类时需要注意实例化的字符串中并 不包含换行符 ，如果直接写入，将无法写入换行符，导致所有内容都在一行。解决方法也有两种：

在字符串末尾拼接 \n 再写入
依旧按照原方式写入，但是后续调用 readLine() 方法

5.4 技巧练习

图片加密

// 图片的加密
@Test
public void test1() {

    FileInputStream fis = null;
    FileOutputStream fos = null;
    
    try {
        fis = new FileInputStream("妖梦.jpg");
        fos = new FileOutputStream("妖梦-secret.jpg");

        byte[] bytes = new byte[20];
        int len;
        while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {
            // 直接数组进行修改
            for (int i = 0; i < len; i++) {
                // 异或的异或就是原数据
                bytes[i] = (byte) (bytes[i] ^ 5);
            }
            fos.write(bytes, 0, len);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (fos != null) {
                fos.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

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

使用字节流传输文件时，可以将获取的字节与某个特定的数进行异或，这样就可以实现图片的简单加密。

我们知道一个数异或的异或就是原数据，因此解密时，只需要再进行异或就可以了。

字的统计

给定一个文本，统计该文本中每次字出现的次数。代码如下：

@Test
public void testWordCount() {
    FileReader fr = null;
    BufferedWriter bw = null;

    HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>();
    try {
        // 被统计文本
        fr = new FileReader("training-1000.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);
            }
        }

        // 输出文本
        bw = new BufferedWriter(new FileWriter("wordCount.txt"));
        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':
                    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 {
        if (fr != null) {
            try {
                fr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

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

小技巧

使用 FileInputStream 、 FileOutputStream 、 FileReader 和 FileWriter 的构造方法时，可以直接传入路径，不用再书写 new File() 获取 File 对象。

6. 转换流

6.1 转换流的概述

转换流也是处理流的一种，转换流提供了在字节流和字符流之间的转换。

Java API 提供了两个转换流：

InputStreamReader ：将 InputStream 转换为 Reader ，将一个字节的输入流转换成字符的输入流
OutputStreamWriter ：将 Writer 转换为 OutputStream ，将一个字符的输出流转换成字节的输出流

字节流中的数据都是字符时，转换成字符流操作更加高效。

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。

解码与编码

解码：字节、字节数组 ------> 字符数组、字符串使用 InputStreamReader

编码：字符数组、字符串 ------> 字节、字节数组使用 OutputStreamWriter

6.2 InputStreamReader

使用字节流读取一个文本文件，然后将字节流转换成字符流，最后将文本内容输出到控制台：

// 处理异常仍应该使用 try-catch-finally，下述代码仅仅是为了简便（偷懒）
@Test
public void test1() throws IOException {
    FileInputStream fis = new FileInputStream("hello.txt");
    //        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis); // 使用默认的字符集
    // 这种方式指明了字符集，具体使用哪个字符集，取决于文件保存时使用的字符集
    // 字节转字符
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, StandardCharsets.UTF_8); 
    char[] chars = new char[5];
    int len;
    while ((len = isr.read(chars)) != -1) {
        String s = new String(chars, 0, len);
        System.out.println(s);
    }

    isr.close();
    fis.close();
}

上述代码中的异常处理仍应该使用 try-catch-finally 来处理，下述代码仅仅是为了简便，或者说偷懒。

6.3 综合使用

综合使用 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 实现文本文件的解码与编码：

// 处理异常仍应该使用 try-catch-finally，下述代码仅仅是为了简便（偷懒）
// 综合使用 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter
@Test
public void test2() throws IOException{
    File file1 = new File("hello.txt");
    File file2 = new File("hello-gbk.txt");

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

    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, StandardCharsets.UTF_8);
    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos, "gbk");

    char[] chars = new char[5];
    int len;
    while ((len = isr.read(chars)) != -1){
        osw.write(chars, 0, len);
    }

    isr.close();
    osw.close();
}

运行上述代码后，可以生成 helle-gbk.txt 文本文件，这个文本文件的编码是 gbk 的，如果在 IDEA 中直接打开，将会出现乱码，因为默认使用的 UTF-8 的编码打开的，所以会出现乱码。

当然如果使用 Nodepad3 、Edit Plus 打开就不会，因为这些软件可以自动匹配字符集。

6.4 字符集说明

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。而这就是编码表。

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。

IS08859-1：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。中文是两个字节，但是英文、数字是一个字节的。

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。

编码的问题

Unicode 虽然融合了人类使用的所有字，但是它不完美，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 。|

补充

ANSI 编码，通常指的是平台的默认编码，例如英文操作系统中是 ISO-8859-1，中文系统是 GBK。

Unicode 字符集只是定义了字符的集合和唯一编号，Unicode 编码这是对 UTF-8、UCS-2 / UTF-16 等具体编码方案的统称而已，并不是具体的编码方案。

参考视频：多种字符编码集的说明

7. 标准的输入、输出流

7.1 概述

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，标准的输入流，默认从键盘输入

System.out 的类型是 PrintStream，它是 OutputStream 的子类、FilterOutputStream 的子类，标准的输出流，默认从控制台输出

重定向：通过 System 类的 setln, setOut方法对默认设备进行改变。

public static void setln(InputStream in)
public static void setOut(PrintStream out)

7.2 具体使用

从键盘上输入字符串，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，直至输入 e 或 exit 时，退出程序：

// System.in 是字节流，BufferedReader 的 readLine() 是字符流，需要使用转换流
public static void main(String[] args) {
    BufferedReader br = null;
    try {
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
        br = new BufferedReader(isr);
        // 也可以直接使用 Scanner, Scanner s = new Scanner(System.in)

        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();
            }
        }
    }
}

8. 打印流

打印流概要

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，打印流，肯定是用来打印输出的，因此没有输入。

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

具体使用

实现使用打印流将 ASCII 码对应的字符打印到指定文件中：

// 打印流 PrintStream 和 PrintWriter
@Test
public void test1() {
    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 个数据换一行
                System.out.println();
            }
        }
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if (ps != null) {
            ps.close();
        }
    }
}

9. 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）

DatalnputStream 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。

具体使用

将内存中的基本数据类型和字符串写入文件：

// 将内存中的基本数据变量和字符串写入文件
@Test
public void test2() throws IOException {
    DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"));
    dos.writeUTF("默烦");
    dos.flush(); // 刷新操作，将内存中的数据写入文件中
    dos.writeInt(20);
    dos.flush();
    dos.writeBoolean(true);
    dos.flush();

    dos.close();
}

将文件中存储的基本数据类型和字符串读取到内存中，保存到变量：

// 将文件中存储的基本数据类型和字符串读取到内存中，保存到变量
// 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 test3() throws IOException{
    DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"));

    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);

    dis.close();
}

10. 对象流

10.1 对象流的概述

对象流使用到的类是： ObjectInputStream 和 OjbectOutputSteam

对象流是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。这样就涉及到序列化和反序列化的概念：

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 类读取基木类型数据或对象的机制

注意： ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 不能序列化 static 和 transient 修饰的成员变量。

对象的序列化

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 （常用）
Externalizable

10.2 字符串的序列化

将某个字符串序列化写入文件 object.dat ，然后使用反序列化将文件 object.dat 中的数据输出到控制台：

// 序列化：将内存中的 Java 对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
@Test
public void testObjectOutputStream() {
    ObjectOutputStream oos = null;
    try {
        // 当前 Module 下并没有 object.dat 文件
        oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));

        oos.writeObject(new String("默烦"));
        oos.flush(); // 数据刷新
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if (oos != null) {
            try {
                oos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

// 反序列化
@Test
public void testObjectInputStream() {
    ObjectInputStream ois = null;
    try {
        // 当前 Module 下存在上次序列化的 object.dat 文件
        ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

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

运行上述代码后，当前 Module 下生成 object.dat 文件，控制台输出字符串 “默烦” 。

10.3 自定义类的序列化

使用对象流序列化对象

若某个类实现了 Serializable 接口，那么该类的对象就是可序列化的。序列化过程如下：

1、创建一个 ObjectOutputStream 对象

2、调用 ObjectOutputStream 对象的 writeObject(对象) 方法输出可序列化对象

3、注意写出一次，就要操作 flush() 一次

那么反序列化：

1、创建一个 ObjectInputStream 对象

2、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。

序列化要点

1、如果需要让某个对象支持序列化机制，那么这个对象所属的类必须实现 Serializable 接口，在这个接口中没有任何抽象方法，我们一般称这样的接口为 标识接口。

2、需要被序列化的类必须提供一个全局常量： serialVersionUID 。

3、除了保证需要被序列化的类需要实现 Serializable 接口之外，还必须保证其内部所有属性都必须是可序列化的。（默认情况下，基本数据类型都可序列化）

自定义类序列化示例

创建一个实体类 Person ，具体代码如下：

/**
 * @author 默烦 2020/10/12
 */
public class Person implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 4216546544L;

    private String name;
    private int age;

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

    public Person() { }
    
    // 省略 Getter、Setter 和 toString 方法

}

在字符串序列化的代码基础上进行修改：

// 序列化：将内存中的 Java 对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
@Test
public void testObjectOutputStream() {
    ObjectOutputStream oos = null;
    try {
        oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));

        oos.writeObject(new String("默烦"));
        oos.flush(); // 数据刷新

        oos.writeObject(new Person("默烦", 20));
        oos.flush();
        
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if (oos != null) {
            try {
                oos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

// 反序列化
@Test
public void testObjectInputStream() {
    ObjectInputStream ois = null;
    try {
        ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

        // 注意反序列化顺序
        Object obj = ois.readObject();
        String str = (String) obj;

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

运行上述代码后，控制台输出：

需要注意的有：

1、每次序列化一个对象后，记得执行 flush() 操作

2、多个对象进行反序列化时，反序列化的顺序和序列化的顺序一致（注意是一致），否则会报错

10.4 serialVersionUID

凡是实现 Serializable 接口的类都有一个表示序列化版木标识符的静态变量：

1	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。

如果类没有显式定义这个静态变量，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。

10.5 序列化要点

2、需要被序列化的类必须提供一个全局常量： serialVersionUID 。

3、除了保证需要被序列化的类需要实现 Serializable 接口之外，还必须保证其内部所有属性都必须是可序列化的（默认情况下，基本数据类型都可序列化）。

4、 ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 不能序列化 static 和 transient 修饰的成员变量。

5、每次序列化一个对象后，记得执行 flush() 操作

6、多个对象进行反序列化时，反序列化的顺序和序列化的顺序一致（注意是一致），否则会报错

序列化更多相关内容可以查阅：Lambda 与序列化

11. 随机存取文件流

11.1 RandomAccessFile 类

RandomAccessFile 类的概述

RandomAccessFile 声明在 java.io 包下，但直接继承于 java.lang.Object 类，并
且它实现了 Datalnput、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，比如：

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

RandomAccessFile 构造器

1
2
3

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，且文件不存在则会去创建文件，反之则不会创建。

RandomAccessFile 实现图片的复制示例

@Test
public void test1() {
    RandomAccessFile raf1 = null;
    RandomAccessFile raf2 = null;
    try {
        // 当前 Module 下存在此文件
        raf1 = new RandomAccessFile(new File("妖梦.jpg"), "r");
        // 当前 Module 下并无此文件，需要实现图片的复制
        raf2 = new RandomAccessFile(new File("魂魄妖梦.jpg"), "rw");

        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = raf1.read(bytes)) != -1) {
            raf2.write(bytes, 0, len);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if (raf1 != null) {
            try {
                raf1.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

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

RandomAccessFile 作为输出流示例

/*
* RandomAccessFile 作为输出流时，写出到的文件如果并不存在，在执行过程中会自动创建
* 如果写出到的文件存在，则会对原有文件进行覆盖（默认情况下，从头开始覆盖）
* */
@Test
// 异常处理还是使用 try-catch-finally 处理更好，这里为了简便（偷懒）
public void test2() throws IOException {
    // 当前 Module 下存在 hello.txt 文件
    RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt", "rw");

    raf1.write("mofan".getBytes());

    raf1.close();
}

我们需要知道：

1、RandomAccessFile 作为输出流时，写出到的文件如果并不存在，在执行过程中会自动创建

2、如果写出到的文件存在，则会对原有文件进行覆盖（默认情况下，从头开始覆盖）

在当个方法中调用 write() 方法后会记录角标的位置，如果再次调用该方法，将会从记录的角标位置后进行写入。

11.2 实现数据的插入

实现指定位置的复写

在前文代码的基础上指定角标的位置：

@Test
public void test2() throws IOException {
    RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt", "rw");
    raf1.seek(3); // 指针调到角标为 3 的位置
    // 从角标为 4 的位置开始插入（角标从 1 开始计算）
    raf1.write("xyz".getBytes());

    raf1.close();
}

实现指定位置的插入

// 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); // 指针调到角标为 3 的位置

    // 保存指针 3 后面的所有数据到 StringBuffer 中
    StringBuffer builder = new StringBuffer((int) new File("hello.txt").length());
    byte[] bytes = new byte[20];
    int len;
    while ((len = raf1.read(bytes)) != -1) {
        builder.append(new String(bytes, 0, len));
    }

    raf1.seek(3);
    raf1.write("xyz".getBytes());

    // 将 StringBuffer 中的数据写入到文件里
    raf1.write(builder.toString().getBytes());
    raf1.close();
}

RandomAccessFile 并没有提供插入方法，我们实现的插入其实就是：复制指定位置后的所有数据，在指定位置后写入数据，最后再将复制的数据写入文件。

那 RandomAccessFile 有什么用呢？

我们可以用 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，有兴趣的朋友们可以自己实现下。

12. NIO 的简单介绍

12.1 NIO.2

NIO 的简单介绍

Java NIO（New IO，Non-Blocking I0)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 网絡编程的服务器端的 Channel
    |-----DatagramChannel : UDP 网络编程中发送端和接收端的 Channel

但是 JDK 1.4 中 NIO 的使用体验并不好，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，以至于我们称它们为 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。

NIO.2 中 Path、Paths 的使用

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：

1 2	import java.io.File; File file = new File("index.html");

但在Java7中，我们可以这样写：

1
2
3

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：

1
2
3

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

NIO.2 中 Files 类的使用

java.nio.file.Files 用于操作文件或目录的上具类。

Files 常用方法：

Path copy(Path src, Path dest, CopyOption ... how): 文件的复制
Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> ... attr): 创建一一个目录
Path createFile(Path path, FileAttribute<?> ... arr): 创建一一个文件
void delete(Path path): 删除一个文件/目录，如果不存在，执行报错
void deletelfExists(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
    
Files常用方法: 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
    
Files常用方法: 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, OpenOpition... how) : 获取OutputStream对象