為什么你總是不明白Java IO流？這是我用過的最好工具

作者：指北君 2022-11-25 07:59:43

在任何編程語言中，數據的IO都是比較常見并相當重要的。Guava作為工具型類庫，主要是幫助開發者封裝常用、重復的操作，開放出簡介的API，不僅能讓讓代碼更加整潔，同時對開發出穩健程序也是比不可少的。

哈嘍，大家好，我是指北君，今天我們來講一講java中的IO流與Guava。

Guava IO

日常系統交互中，文件的上傳下載都是常見的，一般我們會通過jdk提供的IO操作庫幫助我們實現。IO指的是數據相對當前操作程序的入與出，將數據通過輸出流從程序輸出，或者通過輸入流將數據（從文件、網絡、數據等）寫入到程序，這里的IO指的是基于流作為載體進行數據傳輸。如果把數據比作合理的水，河就是IO流，也是數據的載體。

Java為我們提供了非常多的操作IO的接口與類，幫助開發者實現不同源間的數據傳輸，比如硬盤文件、網絡傳輸、應用調用間的數據交互與傳遞。今天我們來簡單了解下Java中的流以及在Guava工具包中，針對IO操作做了什么樣的封裝與設計。

常用的流

操作文件的java.io.FileinputStream/FileOutputStream java.io.FileReader/FileWriter
通用的字節流java.io.InputStreamReader/outputStreamWriter
緩沖流java.io.BufferedReader/BufferedWriter java.io.BufferedInputStream/BufferedOutputStream
數據流java.io.DataInpoutStream/DataOutputStream
功能型的java.io.PrintWriter/PrintStream
對象序列化相關的java.io.ObjectInputStream/ObjectOutputStream

可見，提供的IO對象基本都是成對出現的，用以完成數據的輸入輸出，實現程序與外部載體間的數據交換

示例

下面我們通過一些常用示例來看看IO的使用的場景與使用方法：

文件復制
文件的合并
讀取文件內容為字符串
字節數組轉換成流
對象序列化與反序列化
流的轉換
......
文件復制

@Test
    public void copyByBytes() throws IOException {
        String root = FileTests.class.getResource("/").getPath();

        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(root,"/start.bat"));
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(root+"/out2.bat");

        byte[] buff = new byte[100];

        int b;
        while ( (b = fis.read(buff))!=-1 ){
            fos.write(buff, 0, b);
        }
        // close
    }

文件合并

@Test
    public void mergeFiles() throws IOException {
        File file1 = new File("E:\\_projects\\sucls\\blog\\my_study\\guava\\guava-io\\src\\test\\java\\com\\sucls\\blog\\guava\\io\\category\\FileTests.java");
        File file2 = new File("E:\\_projects\\sucls\\blog\\my_study\\guava\\guava-io\\src\\test\\java\\com\\sucls\\blog\\guava\\io\\category\\StreamTests.java");

        Enumeration<InputStream> ins = Collections.enumeration(Arrays.asList(
                new FileInputStream(file1),
                new FileInputStream(file2)
        ));

        SequenceInputStream sequenceInputStream = new SequenceInputStream(ins);

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(root+"/out4");

        byte[] buff = new byte[100];

        int read; // 真實讀取到的字節數
        while ( (read = sequenceInputStream.read(buff)) !=-1){
            fos.write(buff, 0, read);
        }

        fos.close();
    }

讀取文件內容為字符串

@Test
    public void readStringFromFile() throws IOException {
        FileReader fileReader = new FileReader(new File(this.getClass().getResource("/").getPath(),"/start.bat"));

        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

        int i;
        while ( (i = fileReader.read())!=-1 ){
            stringBuilder.append( (char)i ); // 按字符讀取
        }

        System.out.println( stringBuilder ); // 文件內容
    }

字節數組轉換成流

@Test
    public void bytesToStream(){
        byte [] data = new byte[1024]; // 來源于其他數據源

        ByteArrayInputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(data);

        ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();

        int v;
        while ( (v=inputStream.read())!=-1 ){
            outputStream.write(v);
        }

        System.out.println( Arrays.toString( outputStream.toByteArray() ));
    }

對象序列化與反序列化

@Test
    public void objectToFile() throws IOException {

        Person person = new Person();
        person.setName("張三").setAge(25);

        String root = FileTests.class.getResource("/").getPath();

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(root,"/person"));
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);

        oos.writeObject(person);
    }

    @Test
    public void fileToObject() throws IOException, ClassNotFoundException {
        String root = FileTests.class.getResource("/").getPath();

        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(root,"/person"));
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);

        Person person = (Person) ois.readObject();
        System.out.println( person );
    }

流的轉換將字節流轉換成字符流來操作，同樣以文件復制為例

@Test
    public void copyByBuffer() throws IOException {
        String root = FileTests.class.getResource("/").getPath();

        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(root,"/start.bat"));
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);
        BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(root+"/out3.bat");
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos);
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);

        String line;
        while ( (line = br.readLine())!=null ){
            bw.append(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        // close
    }

關于流的操作非常多，像包括網絡通信中、音視頻文件處理、流合并等等

Guava中的IO

關于IO的內容并不復雜，上面的那些例子在很多工具庫中基本都會提供對應的API方便開發者調用，今天主要看下Guava IO模塊針對流的操作提供了什么樣的封裝

Files

提供對文件快捷讀寫方法其中主要提供了ByteSource、ByteSink、CharSource、CharSink 4個類，分別對應按字節的讀寫與按字符的讀寫，

/**
     * 文件復制
     */
    @Test
    public void copy() throws IOException {
        File from = new File(root,"from");
        File to = new File(root,"to");
        Files.copy(from,to);
    }

    /**
     * 文件移動
     */
    @Test
    public void move() throws IOException {
        File from = new File(root,"from");
        File to = new File(root,"to");
        Files.move(from,to);
    }

    /**
     * 按行讀取文件
     * @throws IOException
     */
    @Test
    public void readLines() throws IOException {
        File dest = new File(root,"start.bat");
        List<String> lines = Files.readLines(dest, Charset.defaultCharset());
        lines.forEach(System.out::println);
    }

    /**
     * 寫入文件
     * @throws IOException
     */
    @Test
    public void writeToFile() throws IOException {
        File dest = new File(root,"demo.txt");
        Files.write("hello world!".getBytes(Charset.defaultCharset()), dest);
    }

    /**
     * 修改文件更新時間
     * @throws IOException
     */
    @Test
    public void touch() throws IOException {
        File dest = new File(root,"demo.txt");
        Files.touch(dest);
    }

    /**
     * 文件的零拷貝
     * @throws IOException
     */
    @Test
    public void map() throws IOException, URISyntaxException {
        File from = new File(root,"from");
        File to = new File(root,"to");
        Files.touch(to);
        
        MappedByteBuffer fromBuff = Files.map(from, MapMode.READ_ONLY, 1024);
        // =>
        FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get(to.toURI()), StandardOpenOption.WRITE);

        channel.write(fromBuff);

        channel.close();
    }

    /**
     * 讀文件為字節數組
     * @throws IOException
     */
    @Test
    public void fileAndBytes() throws IOException {
        File dest = new File(root,"start.bat");
        ByteSource byteSource = Files.asByteSource(dest);
        byte[] bytes = byteSource.read();
        System.out.println( bytes );

        // 字節寫入文件，實現復制
        File target = new File(root, "start2.bat");
        ByteSink byteSink = Files.asByteSink(target);
        byteSink.write(bytes);
    }

    @Test
    public void wrapper(){
        File dest = new File(root,"start.bat");
        // 作為字節讀
        Files.asByteSource(dest);
        // 作為字節寫
        Files.asByteSink(dest);

        // 作為字符讀
        Files.asCharSource(dest, Charset.defaultCharset());
        // 作為字符寫
        Files.asCharSink(dest, Charset.defaultCharset());
    }

其他

管道流

PipedOutputStream PipedInputStream 實現多線程間的數據通信；類似生產消費者模式

@Test
    public void pipe() throws IOException {
        PipedOutputStream pipedOutputStream = new PipedOutputStream();
        PipedInputStream pipedInputStream = new PipedInputStream();
        pipedOutputStream.connect(pipedInputStream);

        new Thread(()->{
            while (true){
                String date = new Date().toString();
                try {
                    pipedOutputStream.write( date.getBytes(StandardCharsets.UTF_8) );
                    pipedOutputStream.flush();
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }).start();
        
        new Thread(()->{
            while (true){
                byte [] buff = new byte[1024];
                try {
                    int read = pipedInputStream.read(buff);
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                System.out.println( new String(buff) );
            }
        }).start();
    }

結束語

責任編輯：武曉燕來源： Java技術指北

Java IO Guava

為什么你總是不明白Java IO流？這是我用過的最好工具

Guava IO

分類

常用的流

示例

Guava中的IO

其他

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