轻松掌握Java中IO流的核心使用思路

基本使用思路

当很多人学到IO的时候都特别懵，这也难怪，毕竟关于IO有各种流，记都要记糊涂了。其实只要换一个思维角度来看待IO流，还是不难的，甚至是非常容易和方便的，至少平常的应用不难。更深层次、更底层或者更高级的咱暂且不谈，这篇文章只介绍最基本的运用，让新手能熟悉得将IO流用到自己的项目中（其实不讲高级的原因是我不会(●′ω`●)）

贴上代码之前咱们先捋一下IO的使用思路，为啥新手懵，因为流对象太多，开发时不知道用哪个对象合适，只要理清思路即可知道该使用哪些对象

IO，分为Input和Output，输入和输出。将硬盘上的文件读取到内存里来，为输入；将内存中的数据存储到硬盘上的文件里去，为输出。（这里能够处理的数据不光只有硬盘，还有其他设备，比如键盘或者网络流，但是咱们最常处理的就是硬盘上的文件，硬盘上的文件会操作之后，其他设备自然就会了）
无论输入还是输出，流程线是完全一致的，只是顺序不同：
**输入：拿到文件中的数据 >>> 开始读取数据 >>> 将数据“转移”到内存中去 >>> 在内存中操作数据
输出：拿到内存中的数据 >>> 开始读取数据 >>> 将数据“转移”到文件中去 >>> 文件中保存了数据**

所以，在使用IO流前，你先得确认第一个问题：明确数据源和目的地，即明确数据流的方向

明确数据流方向之后，咱们就得确认第二个问题：我要处理的是什么数据。 咱们处理的数据可以分为两大类：文本和非文本。 文本需要处理的数据为字符，非文本需要处理的数据为字节。

要处理非文本数据（字节）就用：
（输入）InputStream，（输出）OutputStream
要处理文本数据（字符）就用：
（输入）Reader，（输出）Writer

OK，这两个问题确认好后，基本上就知道要用哪个对象了。之前也说了，数据不光只有硬盘上的文件，其实还有其他设备，但是为了方便大家理解咱们就以硬盘上的文件来操作。 既然要操作文件，那就肯定要用到File，流也要用处理File设备的流，即：
（输入）FileInputStream，（输出）FileOutputStream
（输入）FileReader，（输出）FileWriter

不管是什么流，其中的方法基本都是一致的，输入数据就用 read()，输出数据就用 write()，一定要记住这一点哦，为啥java这么流行，就是因为不管你操作的是啥数据、啥设备、啥流，处理方式都是一样的：

1. 明确数据源和目的地
2. 需要处理的数据类型
3. 再确认要处理的设备（一般是File，这里也只用File举例）

代码实战

注意哈，为了方便演示，代码中就没有写上 异常的捕捉和声明，正常使用的过程中是需要进行异常处理的！

简单的文本文件处理

好了咱们现在来实战，我要读取一个文本文件里的文字到我的内存中，该怎么操作？
文本文件，那就是FileReader或者FileWriter呗，读到内存里，那就是FileReader呗，看到没，该使用什么对象立马就确定好了。

/*假设现在硬盘有一个文件为1.txt
内容为：哈哈哈哈哈哈*/

// 首先咱们开始得创建一个FileReader对象
// 流创建的同时你肯定也要指定操作哪个东西嘛，所以
// 文件流的对象参数里自然就是放的File对象，或者文件路径，这里放的是文件路径
FileReader fr = new FileReader("src/1.txt");

// 还记得之前说的嘛，输入就用read()方法，所以这里咱就要调用read方法来开始读数据了
// 因为是文本文件，所以处理的是字符，read()方法则每次读取都是读的一个字符

// read()方法返回值是字符的字符编码，即int类型，所以声明一个int变量来接受
int len; 
// 既然要读文本，自然就创建一个字符串来接受文件中的文本
String str = "";

// 开始循环读取数据，如果read()的返回值是-1，就代表没有内容可读取了，所以循环的判断条件即不为-1
while((len = fr.read()) != -1) {
    // 每读一次，就将读取到的字符编码转换成字符存到我们刚才的字符串里
    str += (char)len;
}
// 流都操作完了，就不要留着占资源了嘛，记得每次用完关掉流哦
fr.close();
// 循环完毕了，就代表所有文本已经读取完毕了，打印即可
System.out.println(str);

刚才的代码咋一看很复杂，其实内容非常简单，可以回顾一下之前说的流程线：
拿到数据 >>> 读取数据 >>> 操作数据，即
创建流对象 >>> 用read()方法读取数据 >>> 打印字符串

输入流过了一遍，咱再过一下输出流。我要将一个字符串输出到一个文本文件里，该怎么操作？
文本文件，那就是FileReader或者FileWriter呗，输出到文件里，那就是FileWriter呗:

// 老套路，创建一个流对象，流对象参数里放上文件路径
FileWriter fw = new FileWriter("src/1.txt");
// 记得之前说的嘛，输出用write()方法
fw.write("嘿嘿嘿嘿");
/*为啥这里不用循环呢，因为直接将要输出的所有数据都一次性给流了，read()是一个字符一个字符读，自然要用循环*/

// 输出完了，记得关闭流
fw.close();

/*这时候文件里的文本内容就变成了“嘿嘿嘿嘿”,要注意哦，这里输出是会覆盖原文件的文本的*/

看到没，三句话搞定，完全对应了流程线，是不是简单的一批？
拿到数据 >>> 输出数据 >>> 保存数据，即
创建流对象 >>> 用write()方法输出数据 >>> 文件内容已被覆盖

注意哈，上面我演示的是非常简单的输入和输出方法，运行性能也并不是特别好，但是先掌握这个，咱们慢慢来加难度。

文件复制

刚才咱们处理的是文本文件，那么如何处理非文本文件呢？ 非文本文件，咱们就从文件的复制来开始入手。复制这个功能，肯定要将文件A的数据，转移到文件B（这个文件B是要自己创建），这代表既要输入又要输出，所以（输入）FileInputStream，（输出）FileOutputStream两个对象都要创建。

// 先创建一个文件读取流,流对象参数里放上需要复制的文件的路径
FileInputStream fis = new FileInputStream("src/1.gif");
// 再创建一个文件输出流，流对象参数里放上目标文件路径
// 文件输出的时候，如果没有该文件，则会自动创建文件（注意，读取的时候可不行，输入的源文件必须存在，否则报错）
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src/2.gif");
// 之前说过，字符流处理的数据是字符，字节流是字节，之前字符流的read()方法读取的是一个字符，那字节流的read()方法自然就是字节了
// 字节流read()方法返回的字节数据，即int类型，所以创建一个变量来接收
int len;
// 开始循环读取数据，操作方式和流程和字符类是一样的
while((len = fis.read()) != -1) {
    // 每读取到一个字节，就写到目标文件中去
    fos.write(len);
}
// 关闭流
fis.close();
fos.close();

就算创建了两个流对象，但是操作流程还是一样地简单：
拿到数据 >>> 输出数据 >>> 保存数据，即
创建流对象 >>> 读数据 >>> 写数据

在这里基本上就能印证之前的思路了：不管IO你要处理啥，怎样处理，本质的操作都是一样的！就算业务复杂的一批，无非就是 先读数据，再写（操作）数据
一定要记住这个基本的思路，思路解决后，咱们再来进行优化和进步！

上面复制文件的代码，虽然功能是可以完成，但是性能太慢太慢了！它是一个字节字节读取然后写入的，大家都知道，内存的读写速度要比硬盘的速度快得多！上面代码操作呢，完全就是在硬盘里进行读写，就算复制一个1MB的文件，只怕也要十几秒。所以上面的方式，只是为了让大家了解基本的操作，但是在实际运用中是不会这么用的。现在就介绍一下比较常用的方法来优化,下面代码要仔细看一下注释：

// 这个肯定是不变的，创建输入和输出流
FileInputStream fis = new FileInputStream("src/1.gif");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src/2.gif");
// read()的返回值一直是int，所以得创建一个变量来接受，这个也不会变
int len;
// 这里是重点，为啥要创建一个字节数组呢，因为read()方法里面其实可以放参数，就可以放字节数组
// read()参数里放了字节数组后，就代表着将读取的数据全部先存放到数组里
// 说白了就是创建数组用来存读取的数据，也就是经常说的缓存，数组的初始化大小有多大，就代表能存多少数据
byte[] buf = new byte[1024];
// 开始循环读取数据到缓存数组里（这里就和之前有一点不同，多了一个参数）
// 这里返回值是还是int类型，之前返回的是一个字节数据，加了参数后，返回的就是输入的数据长度
while((len = fis.read(buf)) != -1) {
    // 这里也是重点！write也可以放参数，之前放的是字节数据，当然也可以放字节数组
    // 参数第一个代表要写的数据数组，第二个和第三个参数代表要写的长度，从0开始写，写到结尾
    fos.write(buf,0,len);
}
// 关闭流
fis.close();
fos.close();

这种代码是比较常用的，运行速度比之前的代码快了很多很多，最重要的就是加入了一个缓存数组。之前代码是一个字节一个字节往硬盘里写，现在代码就是，先将内存里的缓存存满，然后再将缓存里的数据一次性给存入到硬盘里，说白了，就是读写硬盘的次数变少了，读写内存的次数变多了，自然而然速度就快了。
大家不要懵，一开始我就是在这里挺懵的，为啥好端端加个数组我开始完全弄不明白，在这里我举个例子大家就会清楚为什么了：
就好像在超市里购物，如果你看中一样东西，就立马得把那个东西拿到收银台先放着，然后再继续购物，又看中一个东西，又得跑到收银台放着，循环往复，最后再结账，这样是不是慢的一批。这个收银台就相当于硬盘，超市里的物品就相当于内存中的数据。而缓存是啥呢，就是购物车！有了购物车之后，你就能在超市里购物时，看中一个东西了，先放到购物车里然后再继续选购，直到你选购完毕再推着购物车里去收银台结账，这样效率就高多了！
这就是为什么要用到缓存机制了！在代码里，那个字节数组buf就相当于是购物车，先存够一定的数据，再跑到“硬盘”那里去“结账”。

对象的序列化与反序列化

谈到Java，就肯定要谈到面向对象，那么问题就来了，对象这种东西，又不是文本我该怎样去保存对象数据到文件里呢？ Java当然贴心的为你提供了解决的方案:那就是对象的序列化。在这里，我只讲怎样用IO实现序列化，至于序列化的一些细节等我以后单独写一篇文章再说。

首先，咱们弄清楚一下序列化的定义，我看到有些同学在网上查询序列化相关的知识，越查越懵。其实懵是因为 在没有掌握基本的使用方法，却去了解使用原理，这样是绝对会懵的。
序列化，说白了就是将对象保存到本地文件上，反序列化，说白了就是将本地文件上的对象数据，读取出来到内存里：
序列化： 对象数据 >>> 本地文件
反序列化：本地文件 >>> 对象数据
是不是和IO的操作没啥区别，事实也确实如此，就是没啥本质的区别，只是因为要处理的是对象数据，所有就要用到序列化相关的流。在介绍序列化流前呢，咱们还是按照之前的思路来走一遍：
现在我要将对象数据存到本地文件里，对象数据是文本数据吗？ 那肯定不是，所以就要用FileInputStream或者FileOutputStream呗。这里咱们要的是输出，那就是FileOutputStream嘛

// 老套路，创建一个输出流，设置好文件路径名（序列化不一定要这个文件后缀，其他的也可以，没有特别规定）
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src/obj.data");

假设咱们要存（序列化）的是数组，咋存呢，直接用write()吗？那肯定不行，字节流write()里只能放字节数组或者int类型的字节数据，放不了其他的玩意。这里只要额外加一个东西就好了，就是对象序列化流

// 需要保存（序列化）的数据
int[] array = {1,2,3};
// 老套路，创建一个输出流，设置好文件路径名
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src/obj.data");

/*注意，这里是重点了*/
// 创建一个对象输出流,构造方法里放的是一个输出流对象
// 这就代表着，我要处理的是对象，但是呢，我自己只能处理对象还处理不了文件
// 所以就得连接一个能处理文件的文件输出流
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
// 调用序列化流对象的方法，参数里面就是你要序列化的对象数据，一句话序列化完毕了！
oos.writeObject(array);
// 关闭流
oos.close();
fos.close();

是不是处理对象的操作流程也是一样的？甚至比操作普通的文件还简单吧！
拿到数据 >>> 输出数据 ，即
创建序列化流对象 >>> 写数据

1. 创建一个对象序列化流
2. 连接一个文件输出流
3. 开始写数据

演示了序列化，那反序列化呢，很简单嘛，将流程线反过来就好了：
获得文件 >>> 拿到数据 >>> 读取数据，即
创建反序列化流对象 >>> 读数据

// 老套路，要读数据嘛，创建一个文件输入流，设置好文件路径名
FileInputStream fis = new FileInputStream("src/obj.data");
// 创建一个反序列化流，就是把Output改成Input就可以了，记得连接输出流
ObjectInputStream oos = new ObjectInputStream(fis);
// 将对象数据读回来，注意哦，反序列化拿到的对象都是Object对象，所以要强制转换类型
int[] arrays = (int[])oos.readObject();
// 正常使用数据
System.out.println(arrays[1]);

是不是也特别简单？

1. 创建一个对象反序列化流
2. 连接一个文件输入流
3. 开始读数据

总结

咱们再次回顾一下思路：

1. 明确数据源和目的地

• 源：InputStream 或 Reader
• 目的地：OutputStream 或 Writer

1. 需要处理的数据类型

• 源：是纯文本：Reader

  • 否：InputStream

• 目的：是纯文本 Writer

  • 否：OutputStream

1. 再确认要处理的设备（一般是File，这里也只用File举例）

• 文件：File
• 对象：Object
• 键盘：System.in
• 控制台：System.out

是不是觉得很简单了？为啥很多人学到这就懵了呢，因为 在没有掌握基本的使用方法，却去了解使用原理，其实你只要先掌握基本的使用方法，然后慢慢了解就好了！