Java IO流(第三讲)：字节流中的FileInputStream与FileoutputStream

一.概念

FileInputStream和FileOutputStream 是一对继承与InputStream和OutputStream的类，用于本地文件读写，按二进制格式读写并且顺序读写，读和写的文件流要区分开，即分别创建不同文件流对象。

二.记住in和out

死记硬背型：

不管你从磁盘读，从网络读，或者从键盘读，读到内存，就是InputStream。

不管你写入磁盘，写入网络，或者写到屏幕，都是OuputStream。

理解型：

有些人经常遇到InputStream、OuputStream，不知道哪是写出，哪个是写入，其实我们只要记住以内存为中心以及流的流向，就能很容易记住。

来个场景让你理解下：

如果我们往硬盘上写文件，用in还是out？从字面看，写文件啊，存储啊，必须是in啊，但是你没注意到数据流方向是从内存---->硬盘，前面说了，以内存为中心，这是一种写出数据，对应的out，相反从硬盘读数据，数据流方向是从硬盘---->内存，所以得用in。

三.类构造解析：

FileInputStream和FileOutputStream作为文件流输入\输出对象，顾名思义，必然离不开File对象（不懂的参照上一篇）。

①FileInputStream

首先看一下 FileInputStream的构造函数：

FileInputStream(String name);
FileInputStream(File file);
FileInputStream(FileDescriptor fdObj);

从上面可以看出可以分别为File对象、字符串、FileDescriptor对象为参数构造FileInputStream对象。

然后看一下FileInputStream的主要方法：

read();
read(byte b[]);
read(byte b[], int off, int len);
close();

官方API解释:

1.read() : 从输入流中读取数据的下一个字节，返回0到255范围内的int字节值。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回-1。在输入数据可用、检测到流末尾或者抛出异常前，此方法一直阻塞。

2.read(byte[] b) : 从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储在缓冲区数组 b 中。以整数形式返回实际读取的字节数。在输入数据可用、检测到文件末尾或者抛出异常前，此方法一直阻塞。

如果 b 的长度为 0，则不读取任何字节并返回 0；否则，尝试读取至少一个字节。如果因为流位于文件末尾而没有可用的字节，则返回值 -1；否则，至少读取一个字节并将其存储在 b 中。

将读取的第一个字节存储在元素 b[0] 中，下一个存储在 b[1] 中，依次类推。读取的字节数最多等于b 的长度。设 k 为实际读取的字节数；这些字节将存储在 b[0] 到 b[k-1] 的元素中，不影响 b[k] 到b[b.length-1] 的元素。

3.read(byte[] b,int off,int len):将输入流中最多 len 个数据字节读入字节数组。尝试读取多达 len 字节，但可能读取较少数量。以整数形式返回实际读取的字节数。在输入数据可用、检测到流的末尾或者抛出异常前，此方法一直阻塞。

如果

为

null

，则抛出

NullPointerException

。

off

为负，或

len

off+len

大于数组

的长度，则抛出

IndexOutOfBoundsException

len

为 0，则没有字节可读且返回

；否则，要尝试读取至少一个字节。如果因为流位于文件末尾而没有可用的字节，则返回值

-1

；否则，至少可以读取一个字节并将其存储在

中。

将读取的第一个字节存储在元素

b[off]

中，下一个存储在

b[off+1]

中，依次类推。读取的字节数最多等于

len

。让 k 为实际读取的字节数；这些字节将存储在元素

b[off]

至

b[off+

-1]

之间，其余元素

b[off+

至

b[off+len-1]

不受影响。

在任何情况下，元素

b[0]

b[off]

和元素

b[off+len]

b[b.length-1]

都不会受到影响。

如果不是因为流位于文件末尾而无法读取第一个字节，则抛出

IOException

。特别是，如果输入流已关闭，则抛出

IOException

类

InputStream

的

read(b,

off,

len)

方法只重复调用方法

read()

。如果第一个这样的调用导致

IOException

，则从对

read(b,

off,

len)

方法的调用中返回该异常。如果对

read()

的任何后续调用导致

IOException

，则该异常会被捕获并将发生异常时的位置视为文件的末尾；到达该点时读取的字节存储在

中并返回发生异常之前读取的字节数。建议让子类提供此方法的更有效的实现。

以上是3种read方法的详细介绍，下面我们来用代码解释一下：

㈠read()的用法

创建文件test.txt,里面我们只放入一个1,然后我们用FileinputStream读取。

public static void main(String[] args) {
		try {
		File file=new File("D:/test.txt");
		FileInputStream input = new FileInputStream(file);
            for(int i=1;i<=3;i++){
            	System.out.println(input.read());
             }
               input.close();
			} catch (FileNotFoundException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			} catch (IOException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
	}
--------------打印结果
49
-1
-1

我们来解读一下打印结果:

read()方法是每调用一次，就从FileInputStream中读取一个字节。
ANSI编码中，1只占用一个字节并且1的Ascii码为49。
返回下一个数据字节，如果已达到文件末尾，返回-1。

我们来画个图来解释下read读数据时的移动原理。

Java IO流(第三讲)：字节流中的FileInputStream与FileoutputStream

注意:如果文件的编码方式不同，则上面打印结果会存在不同，因为不同的文件类型可能存在文件头

附:文本文件各格式文件头:ANSI类型:什么都没有,UTF-8类型：EF BB BF,UNICODE类型:FF FE,UNICODE BIG ENDIAN类型:FE FF

㈡read(byte[])的用法

创建文件test.txt,里面我们只放入1234567890,然后我们用FileinputStream读取。

public static void main(String[] args) {
		try {
		File file=new File("D:/test.txt");
		byte[] b=new byte[3];
		FileInputStream input = new FileInputStream(file);
            for(int i=1;i<=5;i++){
            	System.out.println(input.read(b)+"---------"+Arrays.toString(b));
             }
               input.close();
			} catch (FileNotFoundException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			} catch (IOException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
	}
--------------打印结果
3---------[49, 50, 51]
3---------[52, 53, 54]
3---------[55, 56, 57]
1---------[48, 56, 57]
-1---------[48, 56, 57]

从打印结果进行分析:

read(byte[])方法是每次将b.length个字节的数据读入一个byte数据组中。
返回读入缓冲的字节总数，如果因为已经到达文件末尾而没有更多的数据，则返回-1。

这里可能有一些同学会有疑问，第四次调用read(byte[])时，已经达到尾部，这时候应该是返回-1，这样不就导致最后一个数字读取不了吗，这个疑问让我们来看一下源码：

 public int read(byte b[]) throws IOException {
        Object traceContext = IoTrace.fileReadBegin(path);
        int bytesRead = 0;
        try {
            bytesRead = readBytes(b, 0, b.length);//调用下面方法
        } finally {
            IoTrace.fileReadEnd(traceContext, bytesRead == -1 ? 0 : bytesRead);
        }
        return bytesRead;
    }


-------------------------分割-----------------
public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {  
if (b == null) {  
    throw new NullPointerException();  
} else if (off < 0 || len < 0 || len > b.length - off) {  
    throw new IndexOutOfBoundsException();  
} else if (len == 0) {  
    return 0;  
}  
  
<strong>int c = read();  
if (c == -1) {  
    return -1;  
}  
b[off] = (byte)c;  
  
int i = 1;  
try {  
    for (; i < len ; i++) {  
    c = read();  
    if (c == -1) {  
        break;  
    }  
    b[off + i] = (byte)c;  
    }  
} catch (IOException ee) {  
}</strong>  
return i;  
   }

从上代码可以看出,如果在某次读取时，指针开始不是指向文件末尾，则会去执行循环，如果执行循环的过程中指针到达末尾，则直接跳出循环，返回byte数组。

㈢read(byte[] b,int off,int len)的用法

见上面代码。

注意点：

因为read()每次执行都读取一个字节，中文经常在文件中占用两个字节，所以在调用read()方法的次数最好是偶数次，同理read(byte[])中数组的长度为偶数。

②FileOutputStream

FileOutputStream是从内存将数据读入文件的对象。

首先看一下构造函数

FileOutputStream(String name);
FileOutputStream(String name, boolean append);
FileOutputStream(File file);
FileOutputStream(File file, boolean append);

从源码可以看出所有构造函数最后都是FileOutputStream(File file, boolean append);这个构造函数，boolean append这个参数决定你是否将读出的内容追加到目标文件的末尾，没这个参数的构造器默认是false。

其次来看一看方法

write(int b);
write(byte b[]);
write(byte b[], int off, int len)

这三种方法主要是配合FileInputStream使用，这里我不做详细介绍了

附上实例：

public static void main(String[] args) {
		try {
		   File file=new File("D:/test.txt");
		    File file1=new File("D:/test1.txt");
		    byte[] b=new byte[1024];
		    FileInputStream input = new FileInputStream(file);
			FileOutputStream out = new FileOutputStream(file1,true);
			int i=0;
			long startTime=System.currentTimeMillis();
            while((i=input.read(b))>0){
            	out.write(b);
            }
			long endTime=System.currentTimeMillis();
            System.out.println("共消耗"+(endTime-startTime));
            input.close();
			} catch (FileNotFoundException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			} catch (IOException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
	}
	}

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