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六、IO流
1.IO流概述
概念
分类
IO体系
简单介绍
最重要，最常用，最常见的两个流
2.File类
路径分隔符
绝对路径和相对路径
构造方法
方法
重命名注意事项
删除注意事项
3.FileInputStream&FileOutputStream
FileInputStream
获取文件输入流
方法
read()方法返回值为什么是int，而不是byte
FileOutputStream
获取文件输出流
方法
4.BufferedInputStream&BufferedOutputStream
小数组的读写和带Buffered的读取哪个更好
BufferedInputStream
获取缓冲输入流
BufferedOutputStream
获取缓冲输出流
方法
5.MultipartFile（springmvc会用到）
6.零拷贝（拓展了解，可以不掌握）
六、IO流
1.IO流概述
概念
作用：IO流用来处理数据传输，java操作数据是通过流的方式，java提供了IO包来进行流操作，使用后需要关闭流
分类
按流向分：输入流，输出流
按操作类型分：
字节流 : 字节流可以操作任何数据，因为在计算机中任何数据都是以字节的形式存储的
字符流 : 字符流只能操作纯字符数据
IO体系
简单介绍
字节流的抽象父类：InputStream，OutputStream
字符流的抽象父类：Reader，Writer
其他子类
最重要，最常用，最常见的两个流
FileInputStream&&FileOutputStream 字节流
BufferedInputStream&&BufferOutputStream 缓冲字节流
可能会用到，但很少见，实际开发中几乎用不到
ServletInputstream 读取客户端的请求信息的输入流
ServletOutputStream 用这个输出流可以将数据返回到客户端
SequenceInputStream 序列流，可以把多个InputStream整合成一个SequenceInputStream
不重要，实际开发不用
FileReader&&FileWriter 字符流，与字节流几乎一样，只是读写的单位是字符
BufferedReader&&BufferedReader 缓冲字符流，与字节流几乎一样，只是读写的单位是字符
LineNumberReader BufferedReader的子类，具有相同的功能，并且可以统计行号
InputStreamReader&OutputStreamWriter 转换流，字节流读入，转为字符流，再转为字节流写出
ByteArrayOutputStream 内存输出流，可以向内存中写数据，把内存当作一个缓冲区（字节数组），写出之后可以一次性获取出所有数据
ObjecOutputStream&&ObjectInputStream 对象操作流，针对对象进行读写，简单理解为序列化和反序列化操作
DataInputStream&&DataOutputStream 数据输入输出流，可以按照基本数据类型大小读写数据
PrintStream 打印流，将对象的toString()结果输出, 并且自动加上换行, 而且可以使用自动刷出的模式
2.File类
定义：文件和目录路径名的抽象表示形式，File类中涉及文件或文件目录的创建、删除、重命名、修改时间、文件大小等
路径分隔符
windows和DOS系统默认使用"\"来表示；
UNIX和URL使用"/"来表示
JAVA提供了一个自适应的常量File.separator
绝对路径和相对路径
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
构造方法
File(String pathname)，根据一个路径得到File对象
File(String parent, String child)，根据一个目录和一个子文件/目录得到File对象，通过这种方式可以分别得到某个父目录下不同的子目录文件
File(File parent, String child)，根据一个父File对象和一个子文件/目录得到File对象，也可以将父目录封装成File对象，这样比String更强大（有很多属性和方法可以调用）
方法
实际开发中更关注的是流的操作，对File通常不会进行复杂操作，java提供了FileUtils工具类
public boolean createNewFile() 创建文件，如果存在这样的文件，就不创建了
public boolean mkdir() 创建文件夹，如果存在这样的文件夹，就不创建了
public boolean mkdirs() 创建文件夹，如果父文件夹不存在，会自动创建出来
public boolean renameTo(File dest)重命名为指定的文件路径（改名+剪切）
public boolean delete() 删除文件或者文件夹
重命名注意事项
如果路径名相同，就是改名
如果路径名不同，就是改名并剪切
删除注意事项
Java中的删除不走回收站
要删除一个文件夹，请注意该文件夹内不能包含文件或者文件夹
public boolean isDirectory() 判断是否是目录
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，通过setReadable(true);
public boolean canWrite() 判断是否可写，通过setWriteable(false);
public boolean isHidden() 判断是否隐藏
public String getAbsolutePath() 获取绝对路径
public String getPath() 获取路径（构造方法中传入的路径）
public String getName() 获取名称
public long length() 获取长度（字节数）
public long lastModified() 获取最后一次的修改时间（距1970的毫秒值）
public String[] list() 获取指定目录下的所有文件或者文件夹的名称数组
public File[] listFiles() 获取指定目录下的所有文件或者文件夹的File对象数组
3.FileInputStream&FileOutputStream
文件字节输入/输出流，对文件数据以字节的形式进行读写
FileInputStream
获取文件输入流
File file = new File("xxxxxxxx");
FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(file); //若File类对象的所代表的文件不能打开（不存在、不是文件是目录等原因），则会抛出FileNotFoundException
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshi.txt"); //直接传入文件路径也可以获取文件流，底层仍然是先生成File对象，路径需要使用转义字符
方法
public int read() throws IOException //从输入流中读取一个字节的数据，返回读取的数据，是int型变量，若到达文件末尾，则返回-1
public int read(byte[] b) throws IOException //一次读取一个字节显然效率太低了，因此IO流提供了另外一种读取的方式，从输入流中一次性读取b.length个字节到字节数组b中，返回读入数组缓冲区的总字节数，若到达文件末尾，则返回-1
public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException
public void close() throws IOException //关闭流，释放资源
public int available() throws IOException //获取流中字节个数
read()方法返回值为什么是int，而不是byte
目的：为了准确的判断是否到了末尾（末尾是int型的-1）
因为字节输入流可以操作任意类型的文件，比如图片音频等，文件都是以二进制形式存储，如果每次读取都返回byte，有可能在读到中间的时候遇到111111111，那么这11111111是byte类型的-1，流遇到-1就认为到达文件末尾，不会再继续读取后续内容，读取的时候用int类型接收，如果11111111会在其前面补上24个0凑足4个字节，那么byte类型的-1就变成int类型的255，这样可以保证整个数据读完，而结束标记的-1就是int类型
FileOutputStream
获取文件输出流
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshi.txt"); //文件如果不存在，会自动创建，文件存在会清空该文件
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshiOut.txt", true); //追加写入，不清空文件
方法
public void write(int b) throws IOException //通过流向文件末尾写入一个字节，虽然入参是int，但实际写入时会默认去掉前面的0
public void write(byte b[]) throws IOException
public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException
//桌面上创建一个txt文件，保存 123ceshi测试，然后操作这个文件看看效果
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshi.txt");
int n=0;
StringBuffer sb = new StringBuffer();
while (n != -1) //当n不等于-1,则代表未到末尾
{
n = fis.read(); //读取文件的一个字节(8个二进制位),并将其由二进制转成十进制的整数返回
char by = (char) n; //转成字符，中文会乱码，因为中文不是单个字节存储
sb.append(by);
}
System.out.println(sb.toString());
int m=0;
byte[] b = new byte[1024];
int i = 0;
while (m != -1) //当n不等于-1,则代表未到末尾
{
m = fis.read(b); //返回实际读取到字节数组中的字节数
System.out.println(m);
System.out.println(Arrays.toString(b)); //每次读取后的字节数组内容，数组大小是初始化时侯定好的，没有读到数据的元素是默认值0
System.out.println(new String(b)); //字节数组转为String，这一次不会乱码，因为字节数组完整接收了整个中文汉字
i++;
}
fis.close(); //关流
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshiOut.txt", true);
fos.write(99);
byte[] bytes = "这是一个测试".getBytes();
fos.write(bytes);
fos.close();
//举例：文件通过流进行复制
//方式一：一次性读取和写入，弊端:有可能会内存溢出----所以应该定义较小的数组进行流的操作
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshi.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshiOut.txt");
byte[] arr = new byte[fis.available()]; //根据文件大小做一个字节数组
fis.read(arr); //将文件上的所有字节读取到数组中，返回值是读入的有效字节个数
fos.write(arr); //将数组中的所有字节一次写到了文件上，返回值是读出的有效字节个数
fis.close();
fos.close();
//方式二：通过小数组操作，这种方式很重要，通常开发中需要生成缓存文件，或者向云服务器上传文件，会使用这种方式
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshi.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshiOut.txt");
int len;
byte[] arr = new byte[1024 * 8]; //自定义字节数组，1024的整数倍，这是标准形式
while((len = fis.read(arr)) != -1) {
//fos.write(arr);
fos.write(arr, 0, len); //写出字节数组，只写出有效个字节个数，如果不限制，即使用fos.write(arr)，那么最后一次写的时候，可能会写入无效字节0，即若干个空字符
}
fis.close();
fos.close();4.BufferedInputStream&BufferedOutputStream
通过操作小数组来读写流数据，显然比一次性读取全部，或者单个字节读写，都要可靠，因为既能保证内存不溢出，又能减少磁盘IO次数提高效率
java提供了自带的缓冲流操作BufferedInputStream&BufferedOutputStream，使用缓冲流，我们将不再需要手动定义小数组
关流时，只需要关闭缓冲流
小数组的读写和带Buffered的读取哪个更好
定义小数组如果是8192个字节大小和Buffered比较的话（1024*8）（这是缓冲区的默认大小），定义小数组会略胜一筹，因为读和写操作的是同一个数组，而Buffered操作的是两个数组
BufferedInputStream
BufferedInputStream内置了一个缓冲区(数组)，当使用BufferedInputStream中读取一个字节时，BufferedInputStream会一次性从文件中读取8192个, 存在缓冲区中, 返回给程序一个，程序再次读取时, 就不用找文件了, 直接从缓冲区中获取，直到缓冲区中所有的都被使用过, 才重新从文件中读取8192个
获取缓冲输入流
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshi.txt");
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
BufferedOutputStream
BufferedOutputStream也内置了一个缓冲区(数组)，程序向流中写出字节时，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
获取缓冲输出流
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshiOut.txt");
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
方法
public void flush(); //刷新此缓冲的输出流，这会使所有缓冲的输出字节被写出到底层输出流中，清空了缓冲区，可以继续写入
public void close() throws IOException //关闭缓冲流，关闭前会执行flush()操作
//拷贝文件
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshi.txt");
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\Coolway26\\Desktop\\ceshiOut.txt");
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
int b;
while ((b = bis.read()) != -1) {
bos.write(b);
}
bis.close();
bos.close();
//当然，也可以一次性读入多个字节到缓冲流，通常也是这么做的
int len;
byte[] arr = new byte[1024*8];
while ((len = bis.read(arr)) != -1) {
bos.write(arr, 0, len);
}
bis.close();
bos.close();5.MultipartFile（springmvc会用到）
WEB接口中接收文件，springmvc提供的简化文件流操作的接口
//如果不使用MultipartFile
public String fileSave(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){
MultipartHttpServletRequest msr = (MultipartHttpServletRequest) request;
MultipartFile targetFile = msr.getFile("file");
}
//使用MultipartFile直接接收文件
public String fileSave(MultipartFile file){
...
}
//方法
public interface MultipartFile extends InputStreamSource {
//返回参数的名称
String getName();
// 获取源文件的名称
@Nullable
String getOriginalFilename();
// 返回文件的内容类型
@Nullable
String getContentType();
// 判断文件内容是否为空
boolean isEmpty();
// 返回文件大小 以字节为单位
long getSize();
// 将文件内容转化成一个byte[] 返回
byte[] getBytes() throws IOException;
// 返回输入的文件流
InputStream getInputStream() throws IOException;
default Resource getResource() {
return new MultipartFileResource(this);
}
void transferTo(File var1) throws IOException, IllegalStateException;
// 将MultipartFile 转换换成 File 写入到指定路径
default void transferTo(Path dest) throws IOException, IllegalStateException {
FileCopyUtils.copy(this.getInputStream(), Files.newOutputStream(dest));
}
}
//其他
//获取文件名
MultipartFile file = new MultipartFile();
String fileName = file.getOriginalFilename().substring(0,file.getOriginalFilename().lastIndexOf("."))
//获取文件后缀：这个后缀带‘.’如：.zip，如果不想带‘.’这样即可lastIndexOf(".")+1
MultipartFile file = new MultipartFile();
String fileSuffix = file.getOriginalFilename().substring(file.getOriginalFilename().lastIndexOf("."))
6.零拷贝（拓展了解，可以不掌握）
传统IO：一共需要拷贝四次，两次CPU拷贝，两次DMA拷贝
read()：把数据从磁盘读到内核缓冲区，从内核缓冲区再拷贝到用户缓冲区
write()：把数据写入socket缓冲区，最后写入网卡设备
零拷贝：进行数据IO时，数据在用户态下经历了零次CPU拷贝
缺点：零拷贝有一个缺点，不允许进程对文件内容作一些加工再发送，比如数据压缩后再发送
#mmap+write
try {
FileChannel readChannel = FileChannel.open(Paths.get("./jay.txt"), StandardOpenOption.READ);
MappedByteBuffer data = readChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, 1024 * 1024 * 40);
FileChannel writeChannel = FileChannel.open(Paths.get("./siting.txt"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
//数据传输
writeChannel.write(data);
readChannel.close();
writeChannel.close();
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getMessage());
}
#sendfile
try {
FileChannel readChannel = FileChannel.open(Paths.get("./jay.txt"), StandardOpenOption.READ);
long len = readChannel.size();
long position = readChannel.position();
FileChannel writeChannel = FileChannel.open(Paths.get("./siting.txt"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
//数据传输
readChannel.transferTo(position, len, writeChannel);
readChannel.close();
writeChannel.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
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