Java文件I/O的三种方法

2021-10-19 18:23:15

之前在面试中被问到过两次Java中文件读入输出怎么写，当时只记得一个大概，没有办法很清晰的说出一个条理，今天特地看出总结了一下这方面的内容，想要写出来给大家分享。

首先文件读入输出流常用有三种：FileInputStream/FileOutputStream，FileReader/FileWriter，RandomAccessFile。下面具体列出一些简单的例子参考：

基础篇：

FileRead fr = new FileReader(filename);
String s;
while( (s=fr.readLine())!=null){
...
}
fr.close();
//FileWriter同理，输出时可用write()函数
//Java I/O中所有的Reader、Writer都是面向字符流的输出输出

FileInputStream fi =new FileInputStream(filename);
int in;
while( (in=fi.read())!=-1){
...
}
fi.close();
//FileOutputStream同理
//Java I/O中所有的Reader、Writer都是面向字节流的输出输出

RandomAccessFile ra =new RandomAccessFile(filename,"rw");//后面的参数指定的是
打开文件流的方式，“rw”是指读写，“r”是只读，Java不提供只写
ra.seek(number);//将文件指针移动到number处，这里文件指针可以理解为文件开始读的位置
ra.skipByte(number);//跳过number个字节
ra.read();
ra.close();
//RandomAccessFile既可以读也可以写，而且可以利用seek()函数指定位置

下面是百度百科的一些介绍:

RandomAccessFile是不属于InputStream和OutputStream类系的。实际上，除了实现DataInput和DataOutput接口之外(DataInputStream和DataOutputStream也实现了这两个接口)，它和这两个类系毫不相干，甚至都没有用InputStream和OutputStream已经准备好的功能;它是一个完全独立的类，所有方法(绝大多数都只属于它自己)都是从零开始写的。这可能是因为RandomAccessFile能在文件里面前后移动，所以它的行为与其它的I/O类有些根本性的不同。总而言之，它是一个直接继承Object的，独立的类。

进阶篇：

在nio中，Java重新实现了I/O流，并且引入了一些新的方法来提高速度。我主要介绍通道、内存映射文件

1.通道：

通道和缓冲器是一个成对的概念，Thinking in Java中的一个例子特别好理解：我们把想要读入的文件看作一个煤矿，数据就是我们想要的煤炭。通道好比是传送煤矿的传送带，我们没有办法直接从传送带上拿走煤炭，只好利用卡车来装载这些煤炭，卡车就是缓冲器，它主要负责从通道中取出数据，传给我们写的程序。唯一能与通道交互的缓冲器是ByteBuffer。可以看出和通道支持的解析流的方式是字节流。所以它配套使用的是FileInputStream/FileOutputStream，RandomAccessFile

例子：

FileChannel fc =new FileOutputStream(filename).getChannel();
fc.write(ByteBuffer.wrap("something test".getBytes() ));//这里使用ByteBuffer比较简单，其实ByteBuffer可以利用个put()函数写入byte数组
fc.close();

fc= new FileOutputStream(filename).getChannel();
ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(size);//没错，ByteBuffer是不提供显示构造函数的，想要新建一个对象必须利用allocate()函数来分配空间。
fc.read(buff);
fc.close();

为什么想到要用通道来做I/O呢?主要考虑的是性能问题，通道加缓冲器能够让程序一些读写一定量的字符，而只使用InputStream/OutputStream，Reader/Writer只能一次读写一个字节/字符。而程序在进行I/O时要交给操作系统去解决这部分功能(调用系统调用)，减少交给操作系统的次数可以有效的消减I/O花费的时间

2.内存映射文件：

内存映射文件主要的意思其实假定将文件都放入内存中，把它当作非常大的数组来访问，效率特别好。为什么比较好呢?这要从Java虚拟机和操作系统开始说起le(其实我也不太懂，刚才看了一篇文章讲的比较清晰，链接是http://www.360doc.com/content...)这篇文章主要介绍了Java I/O的原理以及内存映射文件的原理。我尝试概括一下：Java I/O主要的实现手段肯定是利用系统调用，而系统调用先将想要使用的文件从硬盘调入到内核的I/O缓冲区中，这次会导入比Java程序想要的文件更多的内容(拷入更多的内容是因为程序的局部性原理，能够得到更好的效率)，然后再从内核的I/O缓冲区导入到Java进程自己的私有内存空间中。而内存映射文件放弃了两次拷贝的方法，直接将Java进程的虚拟空间与文件对象构成一个映射，当私有内存空间中找不打想要的内容时发生缺页异常，然后利用更底层的系统调用解决这个问题(其实在I/O的系统调用中也涉及到了缺页异常处理)，好处就是减少了一次从内核I/O缓冲区到进程私有地址的开销。

例子：

FileChannel fc = new RandomAccessFile(filename,"rw").getChannel();
MappedByteBuffer mb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE,start,length);
mb.put((byte)'x');
mb.get();
fc.close();

写到这里突然想到在《孔乙己》中“茴”的4中写法，现在Java打开文件也有了至少五种方法了，每一种都一各有利弊。以后也可以穿着长袍问别人你知道Java读写文件的5种方法么

作者：佚名

来源：51CTO

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