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Java文件操作与IO流核心技术解析

news 2025/8/11 6:40:17

摘要：本文系统讲解Java文件操作的核心类File及IO流体系，通过实例代码演示文件创建、读写操作与资源管理的最佳实践。

一、File类：文件系统抽象表示

核心功能

// 文件创建示例
File file = new File("data/config.ini");
if (!file.exists()) {file.createNewFile();  // 可能抛出IOException
}

表示文件/目录路径的抽象
不要求路径实际存在（需显式创建）

关键操作

方法	功能说明	注意事项
`createNewFile()`	创建新文件	需处理IOException
`mkdir()`	创建单级目录	父目录需存在
`delete()`	删除文件/空目录	非空目录需递归删除
`renameTo()`	文件/目录重命名	目标路径需有效

元数据获取

File logFile = new File("logs/app.log");
System.out.println("文件大小: " + logFile.length() + "字节");
System.out.println("最后修改: " + new Date(logFile.lastModified()));

二、IO流体系架构

流类型对比

类型	抽象基类	适用场景	典型实现类
字节流	InputStream	任意文件类型（如图片）	FileInputStream
	OutputStream		FileOutputStream
字符流	Reader	文本文件（UTF-8/GBK等）	FileReader
	Writer		FileWriter

流操作核心步骤

graph LRA[创建流对象] --> B[执行读写操作]B --> C[关闭资源]

三、文件读写实战

文本文件写入（字符流）

try (FileWriter writer = new FileWriter("output.txt")) {writer.write("用户操作日志记录");  // 自动创建文件
}  // try-with-resources自动关闭

文本文件读取（字符流）

try (FileReader reader = new FileReader("input.txt")) {char[] buffer = new char[1024];int len;while ((len = reader.read(buffer)) != -1) {System.out.print(new String(buffer, 0, len));}
}

二进制文件处理（字节流）

// 图片复制示例
try (FileInputStream in = new FileInputStream("source.jpg");FileOutputStream out = new FileOutputStream("copy.jpg")) {byte[] buffer = new byte[4096];int bytesRead;while ((bytesRead = in.read(buffer)) != -1) {out.write(buffer, 0, bytesRead);}
}

四、性能优化技巧

缓冲流应用

// 缓冲流提升读写效率
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("large.txt"));BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {String line;while ((line = br.readLine()) != null) {bw.write(line);bw.newLine();}
}

大文件处理建议
- 缓冲区大小设置为4KB-8KB（适配磁盘块大小）
- 避免单次读取超大数组（防止内存溢出）

五、资源管理规范

传统关闭方式缺陷

FileWriter fw = null;
try {fw = new FileWriter("temp.txt");fw.write("测试");
} finally {if (fw != null) fw.close(); // 可能遗漏关闭
}

try-with-resources方案（Java7+）

try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data.bin");ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos)) {oos.writeInt(1024);  // 自动调用close()
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}

优势：

自动调用AutoCloseable.close()
避免资源泄漏
支持多资源声明

关键实践总结

路径处理原则
- 优先使用相对路径（适配不同环境）
- 规范化路径：file.getCanonicalPath()
编码注意事项
- 文本操作显式指定字符集：
```
new OutputStreamWriter(fos, StandardCharsets.UTF_8)
```
异常处理规范
- 区分检查异常（如IOException)和非检查异常
- 在方法签名声明或使用try-catch处理