Day18_File类与IO流(缓冲流,转换流,数据流与对象流,System.in,System.out,Scanner,try...catch)

Day18 File类与IO流

学习目标

• 使用File类对象表示文件或目录
• 能够辨别相对路径和绝对路径
• 能够说出IO流的分类和功能
• 能够使用FileOutputStream写出数据到文件
• 能够使用FileInputStream读取数据到程序
• 能够理解读取数据read(byte[])方法的原理
• 能够使用文件字节流完成文件的复制
• 能够使用FileWirter写数据到文件
• 能够使用FileReader读数据
• 能够明确字符缓冲流的作用和基本用法
• 能够使用缓冲流的特殊功能
• 能够说出flush和close的区别
• 能够使用转换流读取指定编码的文本文件
• 能够使用转换流写入指定编码的文本文件
• 能够使用序列化流写出各种数据类型的数据
• 能够使用反序列化流读取各种数据类型的数据到程序中
• 能够使用序列化流写出对象
• 能够使用反序列化流读取对象到程序中
• 能够认识transient和serialVersionUID的意义
• 理解IO流的装饰者设计模式的原理
• 能够正确关闭IO流
• 能够正确处理IO流异常

1 java.io.File类

File类是java.io包下代表与平台无关的文件和目录，也就是说如果希望在程序中操作文件和目录都可以通过File类来完成，File类能新建、删除、重命名文件和目录。

1.1 构造方法

在API中File的解释是文件和目录路径名的抽象表示形式，即要表示某个文件或者目录必须指定文件或目录的路径名称，如：d:\atguigu\javase\io\1.jpg，d:\atguigu，http://www.atguigu.com/index.jsp。

注意：

• 一个File对象代表硬盘或网络中可能存在的一个文件或者目录。
• 无论该路径下是否存在文件或者目录，都不影响File对象的创建。

示例代码如下：

package com.atguigu.file;

import java.io.File;

public class FileObjectTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 文件路径名
        String pathname = "D:\\aaa.txt";
        File file1 = new File(pathname);

        // 文件路径名
        String pathname2 = "D:\\aaa\\bbb.txt";
        File file2 = new File(pathname2);

        // 通过父路径和子路径字符串
        String parent = "d:\\aaa";
        String child = "bbb.txt";
        File file3 = new File(parent, child);

        // 通过父级File对象和子路径字符串
        File parentDir = new File("d:\\aaa");
        String childFile = "bbb.txt";
        File file4 = new File(parentDir, childFile);
    }
}
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1.2 常用方法

1、获取文件和目录基本信息的方法

注意：如果File对象代表的文件或目录存在，则File对象实例初始化时，就会用硬盘中对应文件或目录的属性信息（例如，时间、类型等）为File对象的属性赋值，否则除了路径和名称，File对象的其他属性将会保留默认值。

示例代码如下：

package com.atguigu.file;

import java.io.File;
import java.time.Instant;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;

public class FileInfoMethod {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:/aaa/bbb.txt");
        System.out.println("文件构造路径:"+f.getPath());
        System.out.println("文件名称:"+f.getName());
        System.out.println("文件长度:"+f.length()+"字节");
        System.out.println("文件最后修改时间：" + LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(f.lastModified()),ZoneId.of("Asia/Shanghai")));

        File f2 = new File("d:/aaa");
        System.out.println("目录构造路径:"+f2.getPath());
        System.out.println("目录名称:"+f2.getName());
        System.out.println("目录长度:"+f2.length()+"字节");
        System.out.println("文件最后修改时间：" + LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(f.lastModified()),ZoneId.of("Asia/Shanghai")));
    }
}


输出结果：
文件构造路径:d:\aaa\bbb.java
文件名称:bbb.java
文件长度:636字节
文件最后修改时间：2019-07-23T22:01:32.065

目录构造路径:d:\aaa
目录名称:aaa
目录长度:4096字节
文件最后修改时间：2019-07-23T22:01:32.065
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package com.atguigu.file;

import java.io.File;

public class FileIs {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:\\aaa\\bbb.java");
        File f2 = new File("d:\\aaa");
        // 判断是否存在
        System.out.println("d:\\aaa\\bbb.java 是否存在:"+f.exists());
        System.out.println("d:\\aaa 是否存在:"+f2.exists());
        // 判断是文件还是目录
        System.out.println("d:\\aaa 文件?:"+f2.isFile());
        System.out.println("d:\\aaa 目录?:"+f2.isDirectory());
    }
}

输出结果：
d:\aaa\bbb.java 是否存在:true
d:\aaa 是否存在:true
d:\aaa 文件?:false
d:\aaa 目录?:true
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2、创建删除文件和目录

方法演示，代码如下：

package com.atguigu.file;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class FileCreateDelete {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 文件的创建
        File f = new File("aaa.txt");
        System.out.println("aaa.txt是否存在:"+f.exists()); 
        System.out.println("aaa.txt是否创建:"+f.createNewFile()); 
        System.out.println("aaa.txt是否存在:"+f.exists()); 

        // 目录的创建
        File f2= new File("newDir");
        System.out.println("newDir是否存在:"+f2.exists());
        System.out.println("newDir是否创建:"+f2.mkdir());
        System.out.println("newDir是否存在:"+f2.exists());

        // 创建一级目录
        File f3= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println("newDira\\newDirb创建：" + f3.mkdir());
        File f4= new File("newDir\\newDirb");
        System.out.println("newDir\\newDirb创建：" + f4.mkdir());
        // 创建多级目录
        File f5= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println("newDira\\newDirb创建：" + f5.mkdirs());

        // 文件的删除
        System.out.println("aaa.txt删除：" + f.delete());

        // 目录的删除
        System.out.println("newDir删除：" + f2.delete());
        System.out.println("newDir\\newDirb删除：" + f4.delete());
    }
}

运行结果：
aaa.txt是否存在:false
aaa.txt是否创建:true
aaa.txt是否存在:true
newDir是否存在:false
newDir是否创建:true
newDir是否存在:true
newDira\newDirb创建：false
newDir\newDirb创建：true
newDira\newDirb创建：true
aaa.txt删除：true
newDir删除：false
newDir\newDirb删除：true
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3、文件或目录的上下级

package com.atguigu.file;

import org.junit.Test;

import java.io.File;
import java.io.FileFilter;
import java.io.FilenameFilter;

public class DirListFiles {
    @Test
    public void test01() {
        File dir = new File("d:/atguigu");
        String[] subs = dir.list();
        for (String sub : subs) {
            System.out.println(sub);
        }
    }

    @Test
    public void test02() {
        File dir = new File("d:/atguigu");
        listSubFiles(dir);
    }

    public void listSubFiles(File dir) {
        if (dir != null && dir.isDirectory()) {
            File[] listFiles = dir.listFiles();
            if (listFiles != null) {
                for (File sub : listFiles) {
                    listSubFiles(sub);//递归调用
                }
            }
        }
        System.out.println(dir);
    }

    @Test
    public void test03() {
        File dir = new File("D:/atguigu");
        listByFilenameFilter(dir);
    }

    public void listByFilenameFilter(File file) {
        if (file != null && file.isDirectory()) {
            File[] listFiles = file.listFiles(new FilenameFilter() {
                @Override
                public boolean accept(File dir, String name) {
                    return name.endsWith(".java") || new File(dir,name).isDirectory();
                }
            });
            if (listFiles != null) {
                for (File sub : listFiles) {
                    if(sub != null && sub.isFile()){
                        System.out.println(sub);
                    }
                    listByFilenameFilter(sub);//递归调用
                }
            }
        }
    }

    @Test
    public void test04() {
        File dir = new File("D:/atguigu");
        listByFileFilter(dir);
    }

    public void listByFileFilter(File file) {
        if (file != null && file.isDirectory()) {
            File[] listFiles = file.listFiles(new FileFilter() {
                @Override
                public boolean accept(File pathname) {
                    return pathname.getName().endsWith(".java") || pathname.isDirectory();
                }
            });
            if (listFiles != null) {
                for (File sub : listFiles) {
                    if(sub != null && sub.isFile()){
                        System.out.println(sub);
                    }
                    listByFileFilter(sub);//递归调用
                }
            }
        }
    }
}

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4、各种路径问题

File类可以使用文件路径字符串来创建File实例，该文件路径字符串既可以是绝对路径，也可以是相对路径。

默认情况下，系统总是依据用户的工作路径来解释相对路径，这个路径由系统属性“user.dir”指定，通常也就是运行Java虚拟机时所作的路径。

• 构造路径：使用File构造器创建File对象时指定的路径名。它可以是绝对路径，也可以是相对路径。
• 绝对路径：从盘符开始的路径，这是一个完整的路径。当构造路径是绝对路径时，那么getPath和getAbsolutePath结果一样。
• 相对路径：相对于项目目录的路径，这是一个便捷的路径，开发中经常使用。当构造路径是相对路径时，那么getAbsolutePath的路径 = user.dir的路径 + 构造路径
• 规范路径：所谓规范路径名，即对路径中的“…”等进行解析后的路径名。当路径中不包含"…“和”/开头"等形式的路径，那么规范路径和绝对路径一样，否则会将…等进行解析。路径中如果出现“…”表示上一级目录，路径名如果以“/”开头，表示从“根目录”下开始导航。
• window的路径分隔符使用“\”，而Java程序中的“\”表示转义字符，所以在Windows中表示路径，需要用“\”。或者直接使用“/”也可以，Java程序支持将“/”当成平台无关的路径分隔符。或者直接使用File.separator常量值表示。

package com.atguigu.file;

import org.junit.Test;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class FilePath {
    @Test
    public void test1() throws IOException{
        File f1 = new File("d:\\atguigu\\javase\\HelloIO.java"); //绝对路径
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f1.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f1.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f1.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f1.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f1.getParent());
    }
    @Test
    public void test02()throws IOException{
        File f2 = new File("/HelloIO.java");//绝对路径，从根路径开始
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f2.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f2.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f2.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f2.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f2.getParent());
    }

    @Test
    public void test03() throws IOException {
        File f3 = new File("HelloIO.java");//相对路径
        System.out.println("user.dir =" + System.getProperty("user.dir"));
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f3.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f3.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f3.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f3.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f3.getParent());
    }
    @Test
    public void test04() throws IOException{
        File f4 = new File("../../HelloIO.java");//相对路径
        System.out.println("user.dir =" + System.getProperty("user.dir"));
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f4.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f4.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f4.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f4.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f4.getParent());
    }

    public static void main(String[] args)throws IOException {
        File f5 = new File("HelloIO.java");//相对路径
        System.out.println("user.dir =" + System.getProperty("user.dir"));
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f5.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f5.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f5.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f5.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f5.getParent());
    }
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2 IO概述

2.1 什么是IO

生活中，你肯定经历过这样的场景。当你编辑一个文本文件，忘记了ctrl+s ，可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘，可以把一个视频，拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢？键盘、内存、硬盘、外接设备等等。

我们把这种数据的传输，可以看做是一种数据的流动，按照流动的方向，以内存为基准，分为输入input 和输出output ，即流向内存是输入流，流出内存的输出流。

Java中I/O操作主要是指使用java.io包下的内容，进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据，输出也叫做作写出数据。File对象不能直接读取和写入数据，如果要操作数据，需要IO流。File对象好比是到水库的“路线地址”以及水库的描述信息（包括水库的大小、位置、建造时间等），要“存取”里面的水到你“家里”，需要“管道”，IO流就好比是管道。

2.2 IO的分类

1、输入流和输出流

根据数据的流向分为：输入流和输出流。

• 输入流 ：把数据从其他设备上读取到内存中的流。
  • 以InputStream,Reader结尾
• 输出流 ：把数据从内存 中写出到其他设备上的流。
  • 以OutputStream、Writer结尾

2、字节流和字符流

根据数据的类型分为：字节流和字符流。

• 字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。
  • 以Stream结尾
• 字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。
  • 以Reader和Writer结尾

3、节点流和处理流

根据IO流的角色不同分为：节点流和处理流。

（1）节点流：可以从或向一个特定的地方（节点）读写数据。常用的节点流：

• 文 件IO流： FileInputStream、FileOutputStream、FileReader、FileWriter 。
• 字符串IO流： StringReader、StringWriter。
• 数 组IO流： ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream、CharArrayReader、CharArrayWriter。

（2）处理流：是对一个已存在的流进行连接和封装，通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如BufferedReader.处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接。**处理流的特点是其对象的创建需要依赖于另一个IO流。**常用处理流：

• 缓冲流：BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter—增加缓冲功能，避免频繁读写硬盘。

• 转换流：InputStreamReader、OutputStreamReader—实现字节流和字符流之间的转换。

• 数据流：DataInputStream、DataOutputStream -提供读写Java基础数据类型功能

• 对象流：ObjectInputStream、ObjectOutputStream–提供直接读写Java对象功能

• 打印流：PrintStream、PrintWriter–提供各种print、println方法输出各种类型的数据

• 管 道IO流：PipedInputStream、PipedOutputStream、PipedReader、PipedWriter–负责两个线程之间的数据交互

（3）装饰者设计模式

IO流的设计使用了装饰模式（Decorator Pattern）也称为包装模式（Wrapper Pattern）。装饰模式是使用一种对客户端透明的方式来动态地扩展对象的功能，它是通过继承扩展功能的替代方案之一。在现实生活中你也有很多装饰者的例子，例如：人需要各种各样的衣着，不管你穿着怎样，但是，对于你个人本质来说是不变的，充其量只是在外面加上了一些装饰，有，“遮羞的”、“保暖的”、“好看的”、“防雨的”…

2.3 四大顶级抽象父类们

1、字节输出流【OutputStream】

java.io.OutputStream 抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

2、字符输出流【Writer】

java.io.Writer 抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类，将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

3、字节输入流【InputStream】

java.io.InputStream 抽象类是表示字节输入流的所有类的超类，可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。

4、字符输入流【Reader】

java.io.Reader抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类，可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。

3 文件IO流

3.1 FileOutputStream类

OutputStream有很多子类，我们从最简单的一个子类开始。java.io.FileOutputStream 类是文件输出流，用于将数据写出到文件。

• public FileOutputStream(File file)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
• public FileOutputStream(String name)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。如果传入的是一个目录，则会报IOException异常。

如果该文件不存在，会创建该文件。如果这个文件，可以覆盖这个文件或在文件后面续写内容。

1、写出字节数据

package com.atguigu.fileio;

import org.junit.Test;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FOSWrite {
    @Test
    public void test01() throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
        // 写出数据
        fos.write(97); // 写出第1个字节
        fos.write(98); // 写出第2个字节
        fos.write(99); // 写出第3个字节
        // 关闭资源
        fos.close();
      /*  输出结果：abc*/
    }

    @Test
    public void test02()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
        // 字符串转换为字节数组
        byte[] b = "尚硅谷".getBytes();
        // 写出字节数组数据
        fos.write(b);
        // 关闭资源
        fos.close();
    }

    @Test
    public void test03()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
        // 字符串转换为字节数组
        byte[] b = "abcde".getBytes();
        // 写出从索引2开始，2个字节。索引2是c，两个字节，也就是cd。
        fos.write(b,2,2);
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
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2、数据追加续写

经过以上的演示，每次程序运行，创建输出流对象，都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据，还能继续添加新数据呢？

• public FileOutputStream(File file, boolean append)： 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
• public FileOutputStream(String name, boolean append)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，true 表示追加数据，false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象，就可以指定是否追加续写了，代码使用演示：

package com.atguigu.fileio;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FOSWriteAppend {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt",true);
        // 字符串转换为字节数组
        byte[] b = "abcde".getBytes();
        fos.write(b);
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
//这段程序如果多运行几次，每次都会在原来文件末尾追加abcde
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3、写出换行

• 回车符\r和换行符\n ：
  • 回车符：回到一行的开头（return）。
  • 换行符：下一行（newline）。
• 系统中的换行：
  • Windows系统里，每行结尾是 回车+换行 ，即\r\n；
  • Unix系统里，每行结尾只有 换行 ，即\n；
  • Mac系统里，每行结尾是 回车 ，即\r。从 Mac OS X开始与Linux统一。

代码使用演示：

package com.atguigu.fileio;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FOSWriteNewLine {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
        // 定义字节数组
        byte[] words = {97,98,99,100,101};
        // 遍历数组
        for (int i = 0; i < words.length; i++) {
            // 写出一个字节
            fos.write(words[i]);
            // 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
            fos.write("\r\n".getBytes());
        }
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}

/*
输出结果：
        a
        b
        c
        d
        e*/

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3.2 FileInputStream类

java.io.FileInputStream 类是文件输入流，从文件中读取字节。

• FileInputStream(File file)： 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ，该文件由文件系统中的 File对象 file命名。
• FileInputStream(String name)： 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ，该文件由文件系统中的路径名 name命名。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。如果文件不存在，会抛出FileNotFoundException 。如果传入的是一个目录，则会报IOException异常。

package com.atguigu.fileio;

import org.junit.Test;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class FISRead {
    @Test
    public void test() throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
        // 读取数据，返回一个字节
        int read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        // 读取到末尾,返回-1
        read = fis.read();
        System.out.println( read);
        // 关闭资源
        fis.close();
        /*
        文件内容：abcde
        输出结果：
        a
        b
        c
        d
        e
        -1
         */
    }

    @Test
    public void test02()throws IOException{
        // 使用文件名称创建流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
        // 定义变量，保存数据
        int b;
        // 循环读取
        while ((b = fis.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
    }

    @Test
    public void test03()throws IOException{
        // 使用文件名称创建流对象.
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
        // 定义变量，作为有效个数
        int len;
        // 定义字节数组，作为装字节数据的容器
        byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while (( len= fis.read(b))!=-1) {
            // 每次读取后,把数组变成字符串打印
            System.out.println(new String(b));
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
        /*
        输出结果：
        ab
        cd
        ed
        最后错误数据`d`，是由于最后一次读取时，只读取一个字节`e`，数组中，上次读取的数据没有被完全替换，所以要通过`len` ，获取有效的字节
         */
    }

    @Test
    public void test04()throws IOException{
        // 使用文件名称创建流对象.
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
        // 定义变量，作为有效个数
        int len;
        // 定义字节数组，作为装字节数据的容器
        byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while (( len= fis.read(b))!=-1) {
            // 每次读取后,把数组的有效字节部分，变成字符串打印
            System.out.println(new String(b,0,len));//  len 每次读取的有效字节个数
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
        /*
        输出结果：
        ab
        cd
        e
         */
    }
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3.3 复制文件

一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时，都是以二进制数字的形式保存，都一个一个的字节，那么传输时一样如此。所以，字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候，我们要时刻明确，无论使用什么样的流对象，底层传输的始终为二进制数据。

复制图片文件，代码使用演示：

package com.atguigu.fileio;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FileCopy {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.创建流对象
        // 1.1 指定数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg");
        // 1.2 指定目的地
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");

        // 2.读写数据
        // 2.1 定义数组
        byte[] b = new byte[1024];
        // 2.2 定义长度
        int len;
        // 2.3 循环读取
        while ((len = fis.read(b))!=-1) {
            // 2.4 写出数据
            fos.write(b, 0 , len);
        }

        // 3.关闭资源
        fos.close();
        fis.close();
    }
}
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3.4 FileReader类

当使用字节流读取文本文件时，可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时，可能不会显示完整的字符，那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供一些字符流类，以字符为单位读写数据，专门用于处理文本文件。

小贴士：字符流，只能操作文本文件，不能操作图片，视频等非文本文件。并且要求文件字符编码与程序字符编码一致，否则会乱码。

java.io.FileReader 类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

• FileReader(File file)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的File对象。
• FileReader(String fileName)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。如果该文件不存在，则报FileNotFoundException。如果传入的是一个目录，则会报IOException异常。

package com.atguigu.fileio;

import org.junit.Test;

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class FRRead {
    @Test
    public void test01() throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("read.txt");
        // 定义变量，保存数据
        int b;
        // 循环读取
        while ((b = fr.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
        // 关闭资源
        fr.close();
/*输出结果：
        尚
        硅
        谷*/
    }

    @Test
    public void test02()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("read.txt");
        // 定义变量，保存有效字符个数
        int len;
        // 定义字符数组，作为装字符数据的容器
        char[] cbuf = new char[2];
        // 循环读取
        while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
            System.out.println(new String(cbuf));
        }
        // 关闭资源
        fr.close();
        /*
        输出结果：
        尚硅
        谷硅
        最后错误数据硅，是因为最后一次流中只有一个字符“谷”，读取一个字符没有覆盖char[]数组cbuf的所有元素
         */
    }

    @Test
    public void test03() throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("read.txt");
        // 定义变量，保存有效字符个数
        int len;
        // 定义字符数组，作为装字符数据的容器
        char[] cbuf = new char[2];
        // 循环读取
        while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
            System.out.println(new String(cbuf, 0, len));
        }
        // 关闭资源
        fr.close();
        /*
        输出结果：
        尚硅
        谷
         */
    }

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3.5 FileWriter类

java.io.FileWriter 类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

• FileWriter(File file)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。
• FileWriter(String fileName)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream。如果文件不存在，则会自动创建。如果文件已经存在，则会清空文件内容，写入新的内容。

1、写出字符数据

package com.atguigu.fileio;

import org.junit.Test;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FWWrite {
    @Test
    public void test01()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 写出数据
        fw.write(97); // 写出第1个字符
        fw.write('b'); // 写出第2个字符
        fw.write('C'); // 写出第3个字符
        fw.write(30000); // 写出第4个字符，中文编码表中30000对应一个汉字。

      	/*
        【注意】FileWriter与FileOutputStream不同。
      	 如果不关闭,数据只是保存到缓冲区，并未保存到文件。
        */
        // fw.close();
    }

    @Test
    public void test02()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 字符串转换为字节数组
        char[] chars = "尚硅谷".toCharArray();

        // 写出字符数组
        fw.write(chars); // 尚硅谷

        // 写出从索引1开始，2个字符。
        fw.write(chars,1,2); // 硅谷

        // 关闭资源
        fw.close();
    }

    @Test
    public void test03()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 字符串
        String msg = "尚硅谷";

        // 写出字符数组
        fw.write(msg); //尚硅谷

        // 写出从索引1开始，2个字符。
        fw.write(msg,1,2);	// 硅谷

        // 关闭资源
        fw.close();
    }
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2、续写

• public FileWriter(File file,boolean append)： 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
• public FileWriter(String fileName,boolean append)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，true 表示追加数据，false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象，就可以指定是否追加续写了，代码使用演示：

操作类似于FileOutputStream。

package com.atguigu.fileio;

import org.junit.Test;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FWWriteAppend {
    @Test
    public void test01()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt",true);
        // 写出字符串
        fw.write("尚硅谷真棒");
        // 关闭资源
        fw.close();
    }
}
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3、换行

package com.atguigu.fileio;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FWWriteNewLine {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 写出字符串
        fw.write("尚");
        // 写出换行
        fw.write("\r\n");
        // 写出字符串
        fw.write("硅谷");
        // 关闭资源
        fw.close();
    }
}
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4、关闭和刷新

【注意】FileWriter与FileOutputStream不同。因为内置缓冲区的原因，如果不关闭输出流，无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象，是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据，又想继续使用流，就需要flush 方法了。

• flush ：刷新缓冲区，流对象可以继续使用。
• close :先刷新缓冲区，然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。

代码使用演示：

package com.atguigu.fileio;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FWWriteFlush {
    public static void main(String[] args)throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 写出数据，通过flush
        fw.write('刷'); // 写出第1个字符
        fw.flush();
        fw.write('新'); // 继续写出第2个字符，写出成功
        fw.flush();

        // 写出数据，通过close
        fw.write('关'); // 写出第1个字符
        fw.close();
        fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
        fw.close();
    }
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小贴士：即便是flush方法写出了数据，操作的最后还是要调用close方法，释放系统资源。

4 缓冲流

缓冲流,也叫高效流，按照数据类型分类：

• 字节缓冲流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream
• 字符缓冲流：BufferedReader，BufferedWriter

缓冲流的基本原理，是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

4.1 构造方法

• public BufferedInputStream(InputStream in) ：创建一个 新的缓冲输入流。
• public BufferedOutputStream(OutputStream out)： 创建一个新的缓冲输出流。

构造举例，代码如下：

// 创建字节缓冲输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));
// 创建字节缓冲输出流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));
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• public BufferedReader(Reader in) ：创建一个 新的缓冲输入流。
• public BufferedWriter(Writer out)： 创建一个新的缓冲输出流。

构造举例，代码如下：

// 创建字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt"));
// 创建字符缓冲输出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));
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4.2 效率测试

查询API，缓冲流读写方法与基本的流是一致的，我们通过复制大文件（375MB），测试它的效率。

package com.atguigu.buffer;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class BufferedIO {
    @Test
    public void testNoBuffer() throws IOException {
        // 记录开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("jdk8.exe");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe");
        // 读写数据
        byte[] data = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = fis.read(data)) != -1) {
            fos.write(data,0,len);
        }

        fos.close();
        fis.close();

        // 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }

    @Test
    public void testUseBuffer() throws IOException {
        // 记录开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk8.exe"));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
        // 读写数据
        int len;
        byte[] data = new byte[1024];
        while ((len = bis.read(data)) != -1) {
            bos.write(data, 0 , len);
        }

        bos.close();
        bis.close();
        // 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}
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4.3 字符缓冲流特有方法

字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致，不再阐述，我们来看它们具备的特有方法。

• BufferedReader：public String readLine(): 读一行文字。
• BufferedWriter：public void newLine(): 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。

package com.atguigu.buffer;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class BufferedIOLine {
    @Test
    public void testReadLine()throws IOException {
        // 创建流对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));
        // 定义字符串,保存读取的一行文字
        String line;
        // 循环读取,读取到最后返回null
        while ((line = br.readLine())!=null) {
            System.out.println(line);
        }
        // 释放资源
        br.close();
    }

    @Test
    public void testNewLine()throws IOException{
        // 创建流对象
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));
        // 写出数据
        bw.write("尚");
        // 写出换行
        bw.newLine();
        bw.write("硅");
        bw.newLine();
        bw.write("谷");
        bw.newLine();
        // 释放资源
        bw.close();
    }
}

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4.4 流的关闭顺序

package com.atguigu.buffer;

import org.junit.Test;

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class IOClose {
    @Test
    public void test01() throws IOException {
        FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt");
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);

        bw.write("hello");

        fw.close();
        bw.close();//java.io.IOException: Stream closed
        /*
        缓冲流BufferedWriter，把数据先写到缓冲区，
        默认情况下是当缓冲区满，或调用close，或调用flush这些情况才会把缓冲区的数据输出。

        bw.close()时，需要把数据从缓冲区的数据输出。

        数据的流向： 写到bw（缓冲区）-->fw ->"d:/1.txt"
        此时，我先把fw关闭了，bw的数据无法输出了
         */
    }

    @Test
    public void test02() throws IOException {
        FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt");
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);

        bw.write("hello");

        bw.close();
        fw.close();
        /*
        原则：
        先关外面的，再关里面的。

        例如：
        FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt"); //里面        穿内衣
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw); //外面        穿外套

        关闭
        bw.close();  //先关外面的                                先脱外套
        fw.close(); //再关里面的                                 再脱内衣
         */
    }
}
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5 转换流

5.1 字符编码和字符集

1、编码与解码

计算机中储存的信息都是用二进制数表示的，而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则，将字符存储到计算机中，称为编码 。反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来，称为解码 。比如说，按照A规则存储，同样按照A规则解析，那么就能显示正确的文本符号。反之，按照A规则存储，再按照B规则解析，就会导致乱码现象。

编码:字符(人能看懂的)–字节(人看不懂的)

解码:字节(人看不懂的)–>字符(人能看懂的)

• 字符编码Character Encoding : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

  编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则

2、字符编码与字符集

• 字符集 Charset：也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。

计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。

可见，当指定了编码，它所对应的字符集自然就指定了，所以编码才是我们最终要关心的。

• ASCII字符集 ：
  • ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符（回车键、退格、换行键等）和可显示字符（英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号）。
  • 基本的ASCII字符集，使用7位（bits）表示一个字符，共128字符。
  • ASCII的扩展字符集使用8位（bits）表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。
• ISO-8859-1字符集：
  • 拉丁码表，别名Latin-1，用于显示欧洲使用的语言，包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。
  • ISO-8859-1使用单字节编码，兼容ASCII编码。
• GBxxx字符集：
  • GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。
  • GB2312：简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字，此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了，连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码，这就是常说的"全角"字符，而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。
  • GBK：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
  • GB18030：最新的中文码表。收录汉字70244个，采用多字节编码，每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
• Unicode字符集 ：
  • Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计，是业界的一种标准，也称为统一码、标准万国码。
  • 它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号，或者文字。有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。
  • UTF-8编码，可以用来表示Unicode标准中任何字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以，我们开发Web应用，也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码，编码规则：
    1. 128个US-ASCII字符，只需一个字节编码。
    2. 拉丁文等字符，需要二个字节编码。
    3. 大部分常用字（含中文），使用三个字节编码。
    4. 其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

5.2 编码引出的问题

使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于项目设置了UTF-8编码，当读取Windows系统中创建的文本文件时，由于Windows系统的默认是GBK编码，就会出现乱码。

package com.atguigu.transfer;

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class Problem {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fileReader = new FileReader("E:\\File_GBK.txt");
        int read;
        while ((read = fileReader.read()) != -1) {
            System.out.print((char)read);
        }
        fileReader.close();
    }
}

输出结果：
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那么如何读取GBK编码的文件呢？

5.3 InputStreamReader类

转换流java.io.InputStreamReader，是Reader的子类，是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节，并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

• InputStreamReader(InputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
• InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

构造举例，代码如下：

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt"));
InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");
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示例代码：

package com.atguigu.transfer;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class InputStreamReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 定义文件路径,文件为gbk编码
        String fileName = "E:\\file_gbk.txt";
        // 创建流对象,默认UTF8编码
        InputStreamReader isr1 = new InputStreamReader(new FileInputStream(fileName));
        // 定义变量,保存字符
        int charData;
        // 使用默认编码字符流读取,乱码
        while ((charData = isr1.read()) != -1) {
            System.out.print((char)charData); // ��Һ�
        }
        isr1.close();

        // 创建流对象,指定GBK编码
        InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(fileName) , "GBK");
        // 使用指定编码字符流读取,正常解析
        while ((charData = isr2.read()) != -1) {
            System.out.print((char)charData);// 大家好
        }
        isr2.close();
    }
}
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5.4 OutputStreamWriter类

转换流java.io.OutputStreamWriter ，是Writer的子类，是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

• OutputStreamWriter(OutputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
• OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

构造举例，代码如下：

OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"));
OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt") , "GBK");
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示例代码：

package com.atguigu.transfer;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;

public class OutputStreamWriterDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 定义文件路径
        String FileName = "E:\\out_utf8.txt";
        // 创建流对象,默认UTF8编码
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName));
        // 写出数据
        osw.write("你好"); // 保存为6个字节
        osw.close();

        // 定义文件路径
        String FileName2 = "E:\\out_gbk.txt";
        // 创建流对象,指定GBK编码
        OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK");
        // 写出数据
        osw2.write("你好");// 保存为4个字节
        osw2.close();
    }
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5.5 转换流理解图解

转换流是字节与字符间的桥梁！

6 数据流与对象流

6.1 数据流与对象流概述

前面学习的IO流，在程序代码中，要么将数据直接按照字节处理，要么按照字符处理。那么，如果读写Java其他数据类型的数据，怎么办呢？

String name = “巫师”;
int age = 300;
char gender = ‘男’;
int energy = 5000;
double price = 75.5;
boolean relive = true;

Student stu = new Student("张三",23,89);
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Java提供了数据流和对象流来处理这些类型的数据：

6.2 构造器及其API

数据流和对象流都需要包装其他的IO流来创建它们的对象：

因为DataOutputStream和DataInputStream只支持Java基本数据类型和字符串的读写，而不支持Java对象的对象。而ObjectOutputStream和ObjectInputStream既支持Java基本数据类型的数据读写，又支持Java对象的读写，所以下面直接介绍对象流ObjectOutputStream和ObjectInputStream即可。

构造举例，代码如下：

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("game.dat");
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
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FileInputStream fis = new FileInputStream("game.dat");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
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ObjectOutputStream也从OutputStream父类中继承基本方法。另外，还扩展了很多方法：

注意：读的顺序和方法与写的顺序和方法要一一对应。

6.3 读写各种基本数据类型的数据

示例代码：

package com.atguigu.object;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class ReadWriteDataOfAnyType {
    @Test
    public void save() throws IOException {
        String name = "巫师";
        int age = 300;
        char gender = '男';
        int energy = 5000;
        double price = 75.5;
        boolean relive = true;

        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("game.dat"));
        oos.writeUTF(name);
        oos.writeInt(age);
        oos.writeChar(gender);
        oos.writeInt(energy);
        oos.writeDouble(price);
        oos.writeBoolean(relive);
        oos.close();
    }
    @Test
    public void reload()throws IOException{
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("game.dat"));
        String name = ois.readUTF();
        int age = ois.readInt();
        char gender = ois.readChar();
        int energy = ois.readInt();
        double price = ois.readDouble();
        boolean relive = ois.readBoolean();

        System.out.println(name+"," + age + "," + gender + "," + energy + "," + price + "," + relive);

        ois.close();
    }
}

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6.4 对象的序列化与反序列化

1、序列化与反序列化概念

Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象，该字节序列包含该对象的类型和对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后，相当于文件中持久保存了一个对象的信息。

反之，该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行反序列化。对象的数据、对象的类型和对象中存储的数据信息，都可以用来在内存中创建对象。看图理解序列化：

2、Serializable序列化接口

某个类的对象需要序列化输出时，该类必须实现java.io.Serializable 接口，Serializable 是一个标记接口，不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化，会抛出NotSerializableException 。

• 如果对象的某个属性也是引用数据类型，那么如果该属性也要序列化的话，也要实现Serializable 接口

package com.atguigu.io.object;

import java.io.Serializable;

public class User implements Serializable {
    private String username;
    private String password;

    public User(String username, String password) {
        this.username = username;
        this.password = password;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "username='" + username + '\'' +
                ", password='" + password + '\'' +
                '}';
    }
}
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package com.atguigu.io.object;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class TestUserIO {
    @Test
    public void test1()throws IOException {
        User u = new User("chai","123456");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("io/user.dat");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
        oos.writeObject(u);
        oos.close();
        fos.close();
    }

    @Test
    public void test2()throws Exception{
        FileInputStream fis = new FileInputStream("io/user.dat");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        Object object = ois.readObject();
        System.out.println(object);
        ois.close();
        fis.close();
    }
}

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3、不序列化字段：transient和static

对象序列化是指输出对象，即将对象当前的状态值输出。这也就意味着哪些不属于对象的状态值，或者哪些瞬态的、易变的状态值不需要序列化。

• static修饰的静态变量的值不会序列化。因为静态变量的值不属于某个对象。
• transient修改的成员变量值不会序列化。因为transient表示该属性是瞬态的、易变的。

package com.atguigu.io.object;

import java.io.Serializable;

public class Employee implements Serializable {
    public static String company; //static修饰的类变量，不会被序列化
    private String name;
    private String address;
    private transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化

    public Employee(String name, String address, int age) {
        this.name = name;
        this.address = address;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "company=" + company +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

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package com.atguigu.io.object;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class TestEmployeeIO {
    @Test
    public void save() throws IOException {
        Employee.company  =" 尚硅谷";
        Employee e = new Employee("张三", "宏福苑", 23);
        // 创建序列化流对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("io/employee.dat"));
        // 写出对象
        oos.writeObject(e);
        // 释放资源
        oos.close();
        System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名，地址被序列化，年龄没有被序列化。
    }

    @Test
    public void reload() throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 创建反序列化流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("io/employee.dat");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        // 读取一个对象
        Employee e = (Employee) ois.readObject();
        // 释放资源
        ois.close();
        fis.close();

        System.out.println(e);
    }
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4、反序列化失败问题

首先，对于JVM可以反序列化对象，它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件，则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。

其次，当JVM反序列化对象时，能找到class文件，但是class文件在序列化对象之后发生了修改，那么反序列化操作也会失败，抛出一个InvalidClassException异常。发生这个异常的原因如下：

• 该类包含未知数据类型
• 该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配

package com.atguigu.io.object;

import java.io.Serializable;

public class Goods implements Serializable {
    private int id;
    private String name;
    private double price;

    public Goods(int id, String name, double price) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Goods{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

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package com.atguigu.io.object;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class TestGoodsIO {
    @Test
    public void test1()throws IOException {
        Goods g = new Goods(1,"鼠标",99.0);
        // 创建序列化流对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("io/goods.dat"));
        // 写出对象
        oos.writeObject(g);
        // 释放资源
        oos.close();
    }

    @Test
    public void test2() throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 创建反序列化流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("io/goods.dat");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        // 读取一个对象
        Object e = ois.readObject();
        // 释放资源
        ois.close();
        fis.close();

        System.out.println(e);
    }
}

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之后修改了Goods类：

package com.atguigu.io.object;

import java.io.Serializable;

public class Goods implements Serializable {
    private int id;
    private String name;
    private double price;
    private double amount;//数量

    public Goods(int id, String name, double price) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Goods{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                ", amount=" + amount +
                '}';
    }
}

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再次运行反序列化代码，出现异常：

java.io.InvalidClassException: com.atguigu.io.object.Goods; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = -2991413533082785204, local class serialVersionUID = 6624462214759466750
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Serializable 接口给需要序列化的类，提供了一个序列版本号。serialVersionUID 该版本号的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。如果没有声明serialVersionUID，则每次编译都会产生新的serialVersionUID序列化版本ID值，这样如果在序列化完成之后修改了类导致类重新编译，则原来的数据将无法反序列化。所以通常我们都会在实现Serializable接口时，声明一个serialVersionUID，并为其指定一个值。serialVersionUID必须是static和final修饰的long类型的数据，它的值由程序员随意指定即可。

如果声明了serialVersionUID，即使在序列化完成之后修改了类导致类重新编译，则原来的数据也能正常反序列化，只是新增的字段值是默认值而已。

package com.atguigu.io.object;

import java.io.Serializable;

public class Goods implements Serializable {
    private int id;
    private String name;
    private double price;
    private double amount;//数量
    private static final long serialVersionUID = -2991413533082785204L;

    public Goods(int id, String name, double price) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Goods{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                ", amount=" + amount +
                '}';
    }
}

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5、序列化多个对象

如果有多个对象需要序列化，则可以将对象放到集合中，再序列化集合对象即可。

package com.atguigu.object;

import org.junit.Test;

import java.io.*;
import java.util.ArrayList;

public class ReadWriteCollection {
    @Test
    public void save() throws IOException {
        ArrayList<Employee> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Employee("张三", "宏福苑", 23));
        list.add(new Employee("李四", "白庙", 24));
        list.add(new Employee("王五", "平西府", 25));
        // 创建序列化流对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("employees.dat"));
        // 写出对象
        oos.writeObject(list);
        // 释放资源
        oos.close();
    }

    @Test
    public void reload() throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 创建反序列化流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("employees.dat");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        // 读取一个对象
        ArrayList<Employee> list = (ArrayList<Employee>) ois.readObject();
        // 释放资源
        ois.close();
        fis.close();

        System.out.println(list);
    }
}

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7 重新认识System.in，System.out和Scanner

7.1 System类的三个IO流对象

System类中有三个常量对象：

• System.out
• System.in
• System.err

查看System类中这三个常量对象的声明：

public final static InputStream in = null;
public final static PrintStream out = null;
public final static PrintStream err = null;
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奇怪的是，

• 这三个常量对象有final声明，但是却初始化为null。final声明的常量一旦赋值就不能修改，那么null不会空指针异常吗？
• 这三个常量对象为什么要小写？final声明的常量按照命名规范不是应该大写吗？
• 这三个常量的对象有set方法？final声明的常量不是不能修改值吗？set方法是如何修改它们的值的？

final声明的常量，表示在Java的语法体系中它们的值是不能修改的，而这三个常量对象的值是由C/C++等系统函数进行初始化和修改值的，所以它们故意没有用大写，也有set方法。
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    public static void setOut(PrintStream out) {
        checkIO();
        setOut0(out);
    }
    public static void setErr(PrintStream err) {
        checkIO();
        setErr0(err);
    }
    public static void setIn(InputStream in) {
        checkIO();
        setIn0(in);
    }
    private static void checkIO() {
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPermission(new RuntimePermission("setIO"));
        }
    }
    private static native void setIn0(InputStream in);
    private static native void setOut0(PrintStream out);
    private static native void setErr0(PrintStream err);
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7.2 PrintStream类

我们每天都在用的System.out对象是PrintStream类型的。它也是IO流对象。

PrintStream 为其他输出流添加了功能，使它们能够方便地打印各种数据值表示形式。它还提供其他两项功能。与其他输出流不同，PrintStream 永远不会抛出 IOException；另外，PrintStream 可以设置自动刷新。

丰富的构造器：

除了从OutputStream继承的方法之前，更是提供了丰富的print和println方法。

package com.atguigu.systemio;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintStream;

public class TestPrintStream {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        PrintStream ps = new PrintStream("io.txt");
        ps.println("hello");
        ps.println(1);
        ps.println(1.5);
        ps.close();
    }
}

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7.3 Scanner类

之前做练习时，实现键盘输入都是通过Scanner类的对象来完成的。其实Scanner类可不只是键盘输入。

常用方法：

package com.atguigu.systemio;

import org.junit.Test;

import java.io.*;
import java.util.Scanner;

public class TestScanner {

    @Test
    public void test01() throws IOException {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        PrintStream ps = new PrintStream("1.txt");
        while(true){
            System.out.print("请输入一个单词：");
            String str = input.nextLine();
            if("stop".equals(str)){
                break;
            }
            ps.println(str);
        }
        input.close();
        ps.close();
    }
    
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        Scanner input = new Scanner(new FileInputStream("1.txt"));
        while(input.hasNextLine()){
            String str = input.nextLine();
            System.out.println(str);
        }
        input.close();
    }
}
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8 JDK1.7之后引入新try…catch

8.1 IO流关闭和异常处理

package com.atguigu.io;

import org.junit.Test;

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/*
    JDK1.7新增的语法，称为try...catch...with...resource，专门为关闭资源和处理相应异常的新try...catch形式
    语法格式：
    try(
        资源对象的创建和声明
       ){
        可能发生异常的业务逻辑代码
    }catch(异常类型1  参数名){
        处理异常的代码
    }catch(异常类型2 参数名){
        处理异常的代码
    }

     这个形式的try...catch，可以保证在try()中声明的资源，无论是否发生异常，无论是否处理异常，都会自动关闭。
    这里有一个要求，在try()中的资源对象的类型必须实现java.lang.AutoClosable接口
     */
public class TestIOClose {
    @Test
    public void test05()  {
        try(
            FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt");
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
        ){
            bw.write("hello");
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
    @Test
    public void test03()  {
        FileWriter fw = null;//提取出来的目的是，为了在finally中仍然可以使用fw,bw
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            fw = new FileWriter("d:/1.txt");
            bw = new BufferedWriter(fw);

            bw.write("hello");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally{
            try {
                if(bw!=null) {
                    bw.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally{
                try {
                    if(fw != null){
                        fw.close();
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    @Test
    public void test04()  {
        FileWriter fw = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            fw = new FileWriter("d:/1.txt");
            bw = new BufferedWriter(fw);

            bw.write("hello");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            try {
                bw.close();  //如果这句代码关闭时发生异常了，下面fw.close()不执行，关闭可能不彻底
                fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

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8.2 JDK1.7之后引入新try…catch

语法格式：

try(需要关闭的资源对象的声明){
    业务逻辑代码
}catch(异常类型 e){
    处理异常代码
}catch(异常类型 e){
    处理异常代码
}
....
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它没有finally，也不需要程序员去关闭资源对象，无论是否发生异常，都会关闭资源对象。

需要指出的是，为了保证try语句可以正常关闭资源，这些资源实现类必须实现AutoCloseable或Closeable接口，实现这两个接口就必须实现close方法。Closeable是AutoCloseable的子接口。Java7几乎把所有的“资源类”（包括文件IO的各种类、JDBC编程的Connection、Statement等接口…）进行了改写，改写后资源类都是实现了AutoCloseable或Closeable接口，并实现了close方法。

写到try()中的资源类的变量默认是final声明的，不能修改。

示例代码：

	@Test
	public void test03() {
		//从d:/1.txt(GBK)文件中，读取内容，写到项目根目录下1.txt(UTF-8)文件中
		try(
			FileInputStream fis = new FileInputStream("d:/1.txt");
			InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"GBK");
			BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
			
			FileOutputStream fos = new FileOutputStream("1.txt");
			OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"UTF-8");
			BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
		){
			String str;
			while((str = br.readLine()) != null){
				bw.write(str);
				bw.newLine();
			}
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
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