Java 中的 I/O。类 FileInputStream、FileOutputStream、BufferedInputStream

你好！在今天的讲座中，我们将继续讨论 Java 中的输入和输出流，简称Java I/O（“输入输出”）。这不是关于这个主题的第一场讲座，也不会是最后一场:) 碰巧 Java 作为一种语言提供了许多处理输入/输出的机会。有相当多的类实现了这个功能，所以我们把它们分成几个讲座，这样你一开始就不会感到困惑:)在之前的讲座中，我们接触过BufferedReader，以及抽象类InputStream 和 OutputStream以及几个后人。今天我们将看看 3 个新类：FileInputStream、FileOutputStream和BufferedInputStream。

文件输出流类

FileOutputStream类的主要用途是将字节写入文件。 没什么复杂的:) FileOutputStream是抽象OutputStream类的实现之一。在构造函数中，此类的对象采用目标文件（需要写入字节）的路径或该类的对象File。让我们看一下这两个例子：

public class Main {

   public static void main(String[] args) throws IOException {


       File file = new File("C:\\Users\\Username\\Desktop\\test.txt");
       FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file);

       String greetings = "Hi! Welcome to JavaRush - the best site for those who want to become a programmer!";

       fileOutputStream.write(greetings.getBytes());

       fileOutputStream.close();
   }
}

创建对象时，File我们在构造函数中指定了该对象所在的路径。无需提前创建：如果不存在，程序将自行创建。您可以不创建额外的对象，而只需传递带有地址的字符串：

public class Main {

   public static void main(String[] args) throws IOException {


       FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("C:\\Users\\Username\\Desktop\\test.txt");

       String greetings = "Hi! Welcome to JavaRush - the best site for those who want to become a programmer!";

       fileOutputStream.write(greetings.getBytes());

       fileOutputStream.close();
   }
}

两种情况的结果是相同的。我们可以打开我们的文件并看到：

Hello! Добро пожаловать на JavaRush — лучший сайт для тех, кто хочет стать программистом!

然而，这里有一个警告。尝试连续运行上面示例中的代码几次，然后查看该文件并回答问题：您看到其中写了多少行？只有一个。但您多次运行该代码。然而，事实证明，数据每次都被覆盖，替换旧的。如果我们对此不满意并需要顺序记录怎么办？如果我们想连续三次将问候语写入文件怎么办？这里一切都很简单。由于语言本身无法知道我们在每种情况下需要什么样的行为，因此FileOutputStream您可以向构造函数传递一个附加参数 - boolean append。如果其值为true，数据将写入文件末尾。如果为false（默认值为false），旧数据将被删除并写入新数据。让我们测试并运行修改后的代码三次：

public class Main {

   public static void main(String[] args) throws IOException {


       FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("C:\\Users\\Username\\Desktop\\test.txt", true);

       String greetings = "Hi! Welcome to JavaRush - the best site for those who want to become a programmer!\r\n";

       fileOutputStream.write(greetings.getBytes());

       fileOutputStream.close();
   }
}

文件中的结果：

Hello! Добро пожаловать на JavaRush - лучший сайт для тех, кто хочет стать программистом!
Hello! Добро пожаловать на JavaRush - лучший сайт для тех, кто хочет стать программистом!
Hello! Добро пожаловать на JavaRush - лучший сайт для тех, кто хочет стать программистом!

另一件事！使用 I/O 类时请记住此功能。有一次，我不得不花几个小时处理任务，以了解我的旧数据从文件中去了哪里:) 当然，与其他 I/O 类的情况一样，不要忘记通过close().

文件输入流类

该类具有FileInputStream相反的目的 - 从文件中读取字节。就像FileOutputStream继承一样OutputStream，此类派生自抽象类InputStream。让我们在文本“ test.txt ”中写入几行文本 ：

«So close no matter how far
Couldn't be much more from the heart
Forever trusting who we are
And nothing else matters»

这是使用以下方法从文件读取数据的实现FileInputStream：

public class Main {

   public static void main(String[] args) throws IOException {

       FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("C:\\Users\\Username\\Desktop\\test.txt");

       int i;

       while((i=fileInputStream.read())!= -1){

           System.out.print((char)i);
       }
   }
}

我们从文件中读取一个字节，将读取的字节转换为字符并将其输出到控制台。这是控制台中的结果：

So close no matter how far
Couldn't be much more from the heart
Forever trusting who we are
And nothing else matters

BufferedInputStream 类

我认为，鉴于之前讲座中的知识，您可以轻松说出为什么需要该类BufferedInputStream以及它具有哪些优势FileInputStream:)我们已经遇到过缓冲流，因此在继续阅读之前尝试猜测（或记住）:) 缓冲流主要需要优化 I/O。 访问数据源（例如从文件中读取）是一项性能密集型操作。并且每次访问文件读取一个字节是一种浪费。因此，BufferedInputStream它不是一次读取一个字节，而是分块读取数据，并将它们临时存储在特殊的缓冲区中。这使我们能够通过减少对文件的访问次数来优化程序的操作。让我们看看它是什么样子的：

public class Main {

   public static void main(String[] args) throws IOException {

       FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("C:\\Users\\Username\\Desktop\\test.txt");

       BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream, 200);

       int i;

       while((i = bufferedInputStream.read())!= -1){

           System.out.print((char)i);
       }
   }
}

这里我们创建了一个对象BufferedInputStream。它接受一个对象或其任何后继者作为输入InputStream，因此前一个FileInputStream就可以了。它将缓冲区大小（以字节为单位）作为附加参数。现在，多亏了这一点，数据将从文件中读取，而不是一次一个字节，而是一次 200 个！想象一下我们减少了多少文件访问次数。FileInputStream为了比较性能，您可以使用一些大小为几兆字节的大型文本文件，并使用和来比较读取它并将其输出到控制台所需的时间（以毫秒为单位）BufferedInputStream。以下是两个代码示例：

public class Main {

   public static void main(String[] args) throws IOException {

       Date date = new Date();

       FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("C:\\Users\\Username\\Desktop\\textBook.rtf");

       BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream);

       int i;

       while((i = bufferedInputStream.read())!= -1){

           System.out.print((char)i);
       }

       Date date1 = new Date();

       System.out.println((date1.getTime() - date.getTime()));
   }
}



public class Main {

   public static void main(String[] args) throws IOException {

       Date date = new Date();

       FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("C:\\Users\\Username\\Desktop\\26951280.rtf");


       int i;

       while((i = fileInputStream.read())!= -1){

           System.out.print((char)i);
       }

       Date date1 = new Date();

       System.out.println((date1.getTime() - date.getTime()));
   }
}

在我的计算机上读取 1.5 MB 文件时，FileInputStream它在大约 3500 毫秒内完成了工作，但在这里BufferedInputStream它在大约 1700 毫秒内完成了工作。正如您所看到的，缓冲流将程序的性能优化了 2 倍！:) 我们将继续学习 I/O 课程 - 很快再见！