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Java 中字节流的使用详解

web 2025/6/23 19:07:14

前言

在 Java 的 I/O 操作中，字节流（Byte Stream）是最基本的输入输出方式。它以字节为单位进行数据的读取和写入，适用于处理二进制文件（如图片、音频、视频等），也可以用来处理文本文件。Java 提供了丰富的字节流类来完成各种 I/O 操作。

本篇博客将详细介绍 Java 中常用的字节流类及其使用方法，并通过示例代码帮助理解其工作原理。

一、什么是字节流？

Java 的 java.io 包中定义了两种类型的流：

字节流（Byte Stream）：以字节（8位）为单位处理数据。
字符流（Character Stream）：以字符（16位 Unicode 字符）为单位处理数据。

字节流的抽象基类是：

InputStream：用于从源读取字节。
OutputStream：用于向目标写入字节。

常见的子类包括：

类名	描述
FileInputStream	从文件中读取字节
FileOutputStream	向文件中写入字节
ByteArrayInputStream	从字节数组中读取数据
ByteArrayOutputStream	将数据写入字节数组
BufferedInputStream / BufferedOutputStream	带缓冲功能的字节流，提高性能

二、基本使用示例

1. 使用 FileInputStream 和 FileOutputStream

这是最基础的文件复制操作，适用于所有类型的文件。

public class FileCopyExample {public static void main(String[] args) {String sourcePath = "source.jpg";String destPath = "destination.jpg";try (FileInputStream fis = new FileInputStream(sourcePath);FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destPath)) {int byteRead;while ((byteRead = fis.read()) != -1) {fos.write(byteRead);}System.out.println("文件复制成功！");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

注意：

使用 try-with-resources 确保资源自动关闭。
read() 返回的是一个 int 类型，表示读取到的字节（0~255），若返回 -1 表示已到达文件末尾。

2. 使用缓冲提升性能 —— BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream

对于大文件来说，逐字节读取效率较低。可以使用缓冲流一次性读取多个字节。

import java.io.*;public class BufferedFileCopy {public static void main(String[] args) {String sourcePath = "bigfile.mp4";String destPath = "copy_bigfile.mp4";try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(sourcePath));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destPath))) {byte[] buffer = new byte[1024]; // 缓冲区大小int bytesRead;while ((bytesRead = bis.read(buffer)) != -1) {bos.write(buffer, 0, bytesRead);}System.out.println("带缓冲的大文件复制完成！");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

使用缓冲区（buffer）可以显著提高 I/O 效率，建议每次读取 1KB~8KB 数据。

三、常见字节流类详解

1. ByteArrayInputStream 和 ByteArrayOutputStream

这两个类用于在内存中操作字节流，常用于临时存储或转换数据。

public class ByteArrayExample {public static void main(String[] args) throws IOException {String data = "Hello, Byte Stream!";byte[] bytes = data.getBytes();// 写入内存ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();baos.write(bytes);System.out.println("写入内存的数据: " + baos.toString());// 从内存读取ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());int c;while ((c = bais.read()) != -1) {System.out.print((char)c);}}
}

四、字节流 vs 字符流

对比项	字节流	字符流
单位	字节（8位）	字符（16位 Unicode）
适用场景	二进制文件（图片、音频等）	文本文件（txt、json 等）
主要类	InputStream / OutputStream	Reader / Writer
是否编码无关	是	否，需指定编码格式