输入与输出（I/O）：文件与数据流的处理艺术！

开篇语

哈喽，各位小伙伴们，你们好呀，我是喵手。运营社区：C站/掘金/腾讯云/阿里云/华为云/51CTO；欢迎大家常来逛逛

  今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。

  我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

小伙伴们在批阅的过程中，如果觉得文章不错，欢迎点赞、收藏、关注哦。三连即是对作者我写作道路上最好的鼓励与支持！

前言

  在 Java 编程中，输入与输出（I/O）是非常常见且关键的操作。无论是从文件中读取数据，还是将数据写入文件，或者通过网络发送和接收信息，I/O 都是不可或缺的部分。今天，我们将深入探讨 Java 中的文件读写、数据流的使用、对象序列化与反序列化，以及新一代 I/O（NIO）的基本概念和使用方式。

一、文件读写：File、BufferedReader、BufferedWriter等

在 Java 中，文件 I/O 操作通常涉及几个重要的类，例如 File、BufferedReader、BufferedWriter 等，它们帮助我们实现文件的读取、写入和处理。

1.1 使用 File 类进行文件操作

File 类主要用于表示文件和目录，它可以用于检查文件是否存在、创建文件或目录、删除文件等基本操作。

代码示例：使用 File 类操作文件

import java.io.File;
import java.io.IOException;public class FileExample {public static void main(String[] args) {File file = new File("example.txt");// 创建文件try {if (file.createNewFile()) {System.out.println("文件创建成功！");} else {System.out.println("文件已存在。");}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

  createNewFile() 方法尝试创建一个新文件。如果文件已经存在，方法将返回 false。

1.2 使用 BufferedReader 和 BufferedWriter

BufferedReader 和 BufferedWriter 提供了缓冲功能，可以高效地进行文本的读取和写入操作。BufferedReader 用于读取字符输入流，BufferedWriter 用于写入字符输出流。

代码示例：使用 BufferedReader 读取文件

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;public class BufferedReaderExample {public static void main(String[] args) {try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("example.txt"))) {String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

  BufferedReader 的 readLine() 方法用于按行读取文本文件内容，直到文件结束。

代码示例：使用 BufferedWriter 写入文件

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;public class BufferedWriterExample {public static void main(String[] args) {try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {writer.write("Hello, Java I/O!");writer.newLine();  // 写入换行符writer.write("BufferedWriter is fast.");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

  BufferedWriter 的 write() 方法用于写入数据，newLine() 方法用于写入平台独立的换行符。

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二、数据流：DataInputStream、DataOutputStream

Java 提供了数据流（Data Stream）来支持读取和写入原始数据类型（如 int、float、double 等）。DataInputStream 和 DataOutputStream 类用于高效地读写这些原始数据。

2.1 使用 DataInputStream 读取数据

DataInputStream 用于读取基础数据类型，例如 int、long、float 等，保证从流中读取数据时不发生数据丢失。

代码示例：使用 DataInputStream 读取数据

import java.io.DataInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;public class DataInputStreamExample {public static void main(String[] args) {try (DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.dat"))) {int intValue = dis.readInt();double doubleValue = dis.readDouble();System.out.println("读取的整数: " + intValue);System.out.println("读取的浮点数: " + doubleValue);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

  在此例中，DataInputStream 从 data.dat 文件中读取整数和浮点数。读取数据时，类型必须与写入时的类型匹配。

2.2 使用 DataOutputStream 写入数据

DataOutputStream 用于将原始数据类型写入流，它能够保证数据以标准格式写入。

代码示例：使用 DataOutputStream 写入数据

import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;public class DataOutputStreamExample {public static void main(String[] args) {try (DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.dat"))) {dos.writeInt(123);       // 写入整数dos.writeDouble(45.67);  // 写入浮点数} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

  在此例中，DataOutputStream 将一个整数和一个浮点数写入到 data.dat 文件。

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三、对象序列化与反序列化：ObjectInputStream、ObjectOutputStream

对象序列化（Serialization）是指将对象转换为字节流的过程，反序列化（Deserialization）是将字节流转换为对象的过程。ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 提供了这两个操作。

3.1 对象序列化与反序列化

要进行对象序列化，类必须实现 Serializable 接口。该接口标记类的对象可以被序列化。

代码示例：对象序列化与反序列化

import java.io.*;// 定义一个类，实现 Serializable 接口
class Person implements Serializable {String name;int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}
}public class SerializationExample {public static void main(String[] args) {// 创建对象并序列化try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.ser"))) {Person person = new Person("John", 30);oos.writeObject(person);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 反序列化对象try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.ser"))) {Person person = (Person) ois.readObject();System.out.println("Name: " + person.name + ", Age: " + person.age);} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}
}

  在此例中，我们将 Person 对象序列化为字节流存储到 person.ser 文件中，然后再通过反序列化读取该对象并恢复其内容。

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四、NIO（New I/O）简介

NIO（New I/O）是 Java 提供的另一种 I/O 库，用于进行更高效的 I/O 操作，尤其在大规模数据处理和高并发场景中表现更好。NIO 的核心组件包括：

• Buffer：用来存储数据的容器。
• Channel：与 Buffer 进行数据交互的通道。
• Selector：用于非阻塞模式下多路复用的选择器。

NIO 的主要优势是支持异步和非阻塞 I/O，这使得它非常适合于网络编程和大文件处理。

4.1 基本 NIO 操作

代码示例：使用 NIO 读取文件

import java.nio.file.*;
import java.io.IOException;public class NIOExample {public static void main(String[] args) {Path path = Paths.get("example.txt");try {String content = new String(Files.readAllBytes(path));System.out.println("文件内容: " + content);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

  这个例子展示了如何使用 NIO 中的 Files.readAllBytes() 方法读取文件内容。与传统的 I/O 操作相比，NIO 提供了更强大的灵活性和效率，尤其在高性能应用中。

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总结：高效的输入输出处理

  Java 的 I/O 库提供了多种工具来处理文件、数据流、对象序列化等操作。在处理文件和数据时，使用合适的类可以显著提升代码的效率和可读性。传统的 I/O（如 BufferedReader 和 BufferedWriter）适用于一般场景，而数据流和对象序列化提供了对原始数据和对象的高效操作。此外，Java 的 NIO 库为处理大规模数据和高并发应用提供了更高效的解决方案。

  掌握这些 I/O 技巧后，你的程序在文件操作、数据处理和并发编程方面将更加得心应手！

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文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

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学习不分先后，知识不分多少；事无巨细，当以虚心求教；三人行，必有我师焉！！！

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