字节流与缓冲流

本章先来看两大“流”派中的字节流。字节流相对字符流总体结构简单一点，只用记住它的4个最基本的操作类就可以了。下面一张图来看看这四个基本的操作类。

图解

上面这张图通过两个方面进行划分，一个是输入和输出，一个是具不具备缓冲功能。下面来具体分析一下。

不带缓冲的输入输出

FileInputStream

首先在磁盘上创建一个txt文件，我在D盘根目录创建（文件名为demo.txt），然后使用FileInputStream这个类来读取这个文件。

读取文件

这是最基本的文件读取方法。这段代码中有几个地方要注意一下。首先是File类型。这个也是处理文件的重要类型，下面先插个队，来先介绍一下File。

File

File用来操作文件，注意，这里是操作文件本身，而不是获得文件的内容，获取文件的内容就需要使用流了。比如上面的demo.txt文件，可以用File类通过文件在系统中的路径获取文件，但File无法读取demo.txt中的内容。通过文件路径创建File类型的对象以后，就可以通过一系列的API来操作文件，比如常用的一些方法：

getName()：用于返回文件名或者路径。getPath()：返回对象的路径。exists()：判断文件是否存在等等。除了操作文件，还可以操作文件夹，比如mkdir()方法可以创建文件夹，经常和exists方法一起使用，判断是否需要创建文件夹，如果需要的文件夹不存在则创建它。

File类

以上代码就是File的基本操作，其他的操作可以参考API，这里不再逐一演示。总之，记住一点，File类型操作的是文件本身，无法操作文件内容。

第二个要注意的是D:\\demo.txt这个路径。我们通常使用windows作为编码的系统，而windows中路径分隔符是单个 \ ，但是在java代码中，需要添加一个\作为转义符，这样才能被java识别为路径分隔符。注意，我这里强调了windows系统，因为好死不死，在linux里面的路径分隔符恰恰是反的 / 。由于我们的代码最终会放在服务器上运行，所以我们不能将路径写死成只有windows系统可以识别的 \\ 。我们需要一个在windows里是 \ ，在linux里是 / 的方法。

这个方法File类也帮我们做好了，就是File.separator，将上面的路径改造为平台无关的写法就是

"D:" + File.separator + "demo.txt"

平台无关的路径分隔符：意思就是无论哪个平台都可以获取正确的路径分隔符，在windows下File.separator是 \，在linux下File.separator是 / 。

好了，File的基本操作介绍完了，下面继续介绍流。使用File类型根据文件路径创建一个文件的对象，然后用这个对象作为FileInputStream输入流的构造器参数，创建一个输入流。这样就可以通过流来获取文件的内容了。上例中，通过while循环逐个字节的读取文件中的内容，然后转换为char类型进行输出。

来看一下FileInputStream的构造器。FileInputStream有两个我们常用的构造器，一个接受File类型参数，就是上例中的写法。还有一个构造器接受一个字符串的参数，也就是文件路径。

构造器

这里顺便复习一下this关键字，在构造器中的this表示调用这个类的另一个不同参数的构造器，来看看this后面括号表示的是什么意思。如果参数中的文件不为空，那么就根据参数地址创建一个匿名文件对象，然后调用下面这个参数为File类型的构造器，所以上例中可以省略掉File对象的创建，直接给流传递一个文件路径也是可以的，因为接受字符串的构造器也可以完成创建File类型对象的工作。

FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\demo.txt");

但是这种输出方式有缺点，上一章介绍过中文编码，由于中文数量过于庞大，所以根据编码表中的编码，一个汉字可能占用2个或者3个甚至4个字节，这样如果逐个字节输出的话，当需要输出的内容是中文的时候，就会出现乱码。因为可能只输出了二分之一个或者三分之一个中文，这样没法显示一个完整的中文，只能是乱码。所以如果需要输出一个正确的中文，需要对代码进行改造。

中文乱码

改造的话就不能再是逐个字节的输出，而是需要将多个字节放在一起，同时读出来。

无乱码

这样将多个字节内容，通过String的构造器将字节转换为字符串，就可以正确的输出中文了。

为什么不读取一个视频或者图片，而要读取一个文本文件？文本文件不是应该使用字符流吗？

因为这里使用文本文件方便演示，如果读取一个图片或者视频，Eclipse没有办法来展示读取的图片或者视频，所以用文本文件来做例子比较方便。

FileOutputStream

既然输入流是读取文件的内容，那么相对应的，输出流就是将内容写入到文件中。下面来看看如何将内容写入文件。

输出流

首先看代码，首先是系统无关的分隔符写法，这里没有使用 \\ 而是使用File.separator替代。另外，和输入流类似的，输出流也有字符串参数的构造器。在这个构造器中，也有将文件路径转为File对象的操作，所以这里没有创建File对象的过程。

与输入流对应的，输出流将字符转为对应的int，然后逐个将int使用输出流的write方法，写入到文件中。除了使用int类型写入文件，还可以使用字节写入文件，这里与输入流操作类似，就不在过多解释，各位可以参照上面输入流的方法和API自行完成。

还是给点提示吧，字符串转为字节，可以使用getBytes()方法完成。上例中不再需要循环逐个读入字符，而是将str转为字节，str.getBytes()，然后用输出流fos调用write方法的重载方法write(str.getBytes())即可。

具有缓冲功能的输入输出

介绍完两个最基本的输入输出流后，再来看看具有缓冲功能的流如何使用。在看代码之前，首先要弄清楚，什么是具有缓冲功能。

缓冲流

上面讲解的普通流是逐个字节进行输入或输出，这样虽然可以完成工作，但是在效率上有很大的问题。当我们将文件读取的时候，会先加载到内存，然而刚刚加载了一个字节到内存，马上又要告诉磁盘，喂~大兄弟，给我把这个字节写到磁盘上，我们知道磁盘的效率比内存要低很多的，在磁盘写入的过程中，内存只能干瞪眼，当磁盘写完一个字节后，内存再把下一个字节交给磁盘，喂~大兄弟，继续写下一个，然后内存又等着磁盘写下一个字节。

普通流效率低下的最大原因就在于此，频繁的调用磁盘，导致无法发挥内存速度快的优点。于是为了提高效率，缓冲流出现了。看看缓冲流缓冲了什么？缓冲流并不是每一个字节都要调用一次磁盘，而是根据设置的缓冲区大小，每当缓冲区满了以后，再调用一次磁盘，比如上图中，缓冲区设置为3，结果就是每次缓冲区有3个字节的数据以后，再调用一次磁盘，这样一来，调用磁盘的次数就减少了很多，使效率得到了很大的提升。文件越大，缓冲流效率的提升越明显。

下面来看一个例子，首先是普通流。

普通流的文件复制

这里的普通流没有设置缓冲区，逐个字节进行文件读入和写入，花了17秒完成5m文件的复制。这里要注意的是流是需要关闭的，如果不关闭流可能会出现资源被占用或者内存泄漏的问题，通常在finally中关闭流，避免导致没有执行到流的关闭就抛出异常导致关闭流不成功。

缓冲流的文件复制

使用缓冲流进行文件的复制，可以看到文件的复制效率提高了很多。缓冲流的创建，需要InputStream子类作为参数，除了将普通流外面包装了一层，其他代码与普通流没有区别，这种包一层就能有更强功能的流，还有个名称叫做高级流，这种包一层的做法，有种更优雅的名称---“装饰模式”。关于装饰模式，后面章节来具体说明。

缓冲流自带缓冲区，这个缓冲区多大？

部分源码

理解了普通流的用法，缓冲流用起来没有什么难度，它仅仅是包装了一层而已，所以当我们需要对磁盘上的文件进行读写操作的时候，建议使用缓冲流，效率要高很多。