Java文件流学习

Java IO流详解与实例说明

一、IO流的基本概念

Java IO流是处理数据输入输出的核心机制，它将数据的传输抽象为“流”的形式。流的方向分为输入流（读取数据）和输出流（写入数据），而根据数据类型可分为字节流（处理二进制数据）和字符流（处理文本数据）。

二、IO流的分类

按流向分类：
- 输入流：如 InputStream（字节输入流基类）、Reader（字符输入流基类），用于从文件、网络等外部数据源读取数据。
- 输出流：如 OutputStream（字节输出流基类）、Writer（字符输出流基类），用于向文件或网络写入数据。
按数据类型分类：
- 字节流：以字节为单位操作数据，适用于图片、音频等二进制文件。
  - 核心类：FileInputStream（文件读取）、FileOutputStream（文件写入）、BufferedInputStream（缓冲优化）。
- 字符流：以字符（Unicode编码）为单位操作文本数据。
  - 核心类：FileReader（文本读取）、FileWriter（文本写入）、BufferedReader（缓冲按行读取）。
按功能分类：
- 节点流：直接操作数据源（如 FileInputStream）。
- 处理流：对节点流封装增强功能，例如缓冲流（BufferedInputStream）、转换流（InputStreamReader）和对象流（ObjectInputStream）。

三、常用IO流类与示例

1. 字节流示例：文件复制

java
// 使用字节流实现文件复制（支持任意类型文件）
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("source.jpg");
     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("target.jpg")) {
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int bytesRead;
    while ((bytesRead = fis.read(buffer)) != -1) {
        fos.write(buffer, 0, bytesRead);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

说明：通过字节流逐块读取文件内容并写入目标文件，适用于图片、视频等二进制文件。

2. 字符流示例：文本读写

java
// 使用缓冲字符流按行读写文本文件
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"));
     BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
        bw.write(line);
        bw.newLine(); // 添加换行符
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

说明：BufferedReader的readLine()方法按行读取文本，BufferedWriter提高写入效率。

3. 对象序列化示例：保存与恢复对象

java
// 对象序列化（需实现Serializable接口）
class Student implements Serializable {
    private String name;
    private int age;
    // 构造方法、Getter/Setter省略
}

// 序列化对象到文件
try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("student.dat"))) {
    oos.writeObject(new Student("张三", 20));
}

// 反序列化恢复对象
try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("student.dat"))) {
    Student s = (Student) ois.readObject();
    System.out.println(s.getName()); // 输出：张三
}

说明：通过ObjectOutputStream和ObjectInputStream实现对象的持久化与恢复。

四、其他关键功能

转换流：InputStreamReader可将字节流转换为字符流（例如处理网络数据时指定编码）。
缓冲流：通过内存缓冲区减少IO操作次数，显著提升性能（如BufferedInputStream）。
NIO（非阻塞IO）：适用于高并发场景，通过通道（Channel）和缓冲区（Buffer）优化性能（未在搜索结果中展开）。

五、使用场景建议

二进制文件（如图片）：优先使用字节流（FileInputStream/FileOutputStream）。
文本文件（如日志）：优先使用字符流（BufferedReader/BufferedWriter）。
对象持久化：使用对象流（ObjectOutputStream）。
网络传输：结合字节流和缓冲流（如BufferedInputStream）。

六、注意事项

资源释放：使用try-with-resources语法自动关闭流，避免内存泄漏。
异常处理：捕获IOException并处理文件不存在等异常。
字符编码：字符流需注意编码一致性（如UTF-8），可通过InputStreamReader指定。

总结

Java IO流通过丰富的类库支持多种数据操作场景。掌握字节流与字符流的区别、合理使用缓冲与转换流，是高效处理IO的关键。对于复杂场景（如网络通信、对象序列化），需结合具体需求选择合适流类型。

缓冲流详解与文件上传下载开发指南

一、缓冲流的作用

缓冲流是Java IO流中的一种性能优化工具，通过减少底层I/O操作次数提升程序效率。其核心作用包括：

减少磁盘/网络I/O次数
缓冲流内置缓冲区（默认8KB），数据先批量读写到内存缓冲区，再统一处理。例如，读取文件时一次性加载8KB数据到内存，后续直接从内存读取，避免频繁访问磁盘。
提升处理速度
内存操作速度远高于磁盘操作，缓冲流通过批量处理数据（如字节数组读写）减少系统调用开销。
支持高级功能
字符缓冲流（如BufferedReader）提供按行读取（readLine()）、自动换行（newLine()）等便捷方法。

适用场景：文件复制、大文件上传下载、高频读写操作（如日志处理）。

二、文件上传与下载的缓冲流开发

1. 文件上传实现（基于缓冲流）

java
// 示例：Servlet中处理文件上传
try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fileItem.getInputStream());
     BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(savePath))) {
    byte[] buffer = new byte[8192];  // 8KB缓冲区
    int bytesRead;
    while ((bytesRead = bis.read(buffer)) != -1) {
        bos.write(buffer, 0, bytesRead);
    }
} catch (IOException e) {
    throw new RuntimeException("上传失败：" + e.getMessage());
}

关键步骤：

将上传的InputStream包装为BufferedInputStream
使用BufferedOutputStream写入目标文件
分块读写（避免一次性加载大文件导致内存溢出）

2. 文件下载实现（基于缓冲流）

java
// 示例：Servlet中处理文件下载
response.setContentType("application/octet-stream");
response.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" + fileName);

try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filePath));
     BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(response.getOutputStream())) {
    byte[] buffer = new byte[8192];
    int bytesRead;
    while ((bytesRead = bis.read(buffer)) != -1) {
        bos.write(buffer, 0, bytesRead);
    }
    bos.flush();  // 确保缓冲区数据全部输出
} catch (IOException e) {
    response.sendError(500, "下载失败：" + e.getMessage());
}