java基礎(chǔ)知識之FileInputStream流的使用

更新時間：2021年12月09日 17:09:21 作者：咕嚕是個大胖子

這篇文章主要介紹了java基礎(chǔ)知識之FileInputStream流的使用，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

一、File流概念

JAVA中針對文件的讀寫操作設(shè)置了一系列的流，其中主要有FileInputStream,FileOutputStream,FileReader,FileWriter四種最為常用的流

二、FileInputStream

1）FileInputStream概念

FileInputStream流被稱為文件字節(jié)輸入流，意思指對文件數(shù)據(jù)以字節(jié)的形式進(jìn)行讀取操作如讀取圖片視頻等

2）構(gòu)造方法

2.1）通過打開與File類對象代表的實(shí)際文件的鏈接來創(chuàng)建FileInputStream流對象

public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException{}

若File類對象的所代表的文件不存在;不是文件是目錄;或者其他原因不能打開的話，則會拋出FileNotFoundException

    /**
     * 
     * 運(yùn)行會產(chǎn)生異常并被撲捉--因?yàn)椴淮嬖趚xxxxxxx這樣的文件
     */
public static void main(String[] args)
    {
        File file=new File("xxxxxxxx"); //根據(jù)路徑創(chuàng)建File類對象--這里路徑即使錯誤也不會報錯，因?yàn)橹皇钱a(chǎn)生File對象，還并未與計算機(jī)文件讀寫有關(guān)聯(lián)
        
        try
        {
            FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(file);//與根據(jù)File類對象的所代表的實(shí)際文件建立鏈接創(chuàng)建fileInputStream對象
        }
        catch (FileNotFoundException e)
        {
          
           System.out.println("文件不存在或者文件不可讀或者文件是目錄");
        } 
    }

2.2）通過指定的字符串參數(shù)來創(chuàng)建File類對象，而后再與File對象所代表的實(shí)際路徑建立鏈接創(chuàng)建FileInputStream流對象

public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException

通過查看源碼，發(fā)現(xiàn)該構(gòu)造方法等于是在第一個構(gòu)造方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸的，因此規(guī)則也和第一個構(gòu)造方法一致

    public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException {
        this(name != null ? new File(name) : null);
    }

2.3）該構(gòu)造方法沒有理解---查看api是指使用的fdObj文件描述符來作為參數(shù)，文件描述符是指與計算機(jī)系統(tǒng)中的文件的連接，前面兩個方法的源碼中最后都是利用文件描述符來建立連接的

public FileInputStream(FileDescriptor fdObj)

3）FileInputStream常用API

3.1）從輸入流中讀取一個字節(jié)返回int型變量，若到達(dá)文件末尾，則返回-1

public int read() throws IOException

理解讀取的字節(jié)為什么返回int型變量

1、方法解釋中的-1相當(dāng)于是數(shù)據(jù)字典告訴調(diào)用者文件已到底，可以結(jié)束讀取了，這里的-1是Int型

2、那么當(dāng)文件未到底時，我們讀取的是字節(jié)，若返回byte類型，那么勢必造成同一方法返回類型不同的情況這是不允許的

3、我們讀取的字節(jié)實(shí)際是由8位二進(jìn)制組成，二進(jìn)制文件不利于直觀查看，可以轉(zhuǎn)成常用的十進(jìn)制進(jìn)行展示，因此需要把讀取的字節(jié)從二進(jìn)制轉(zhuǎn)成十進(jìn)制整數(shù)，故返回int型

4、因此結(jié)合以上3點(diǎn)，保證返回類型一致以及直觀查看的情況，因此該方法雖然讀取的是字節(jié)但返回int型

read方法讀取實(shí)例--最后輸出內(nèi)容和字符內(nèi)容一致是123

package com.test; 
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException; 
public class FileStream
{
    /**
     * 
     *
     */
    public static void main(String[] args)
    {
        //建立文件對象
        File file=new File("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.txt");    
        try
        {
            //建立鏈接
            FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(file);            
            int  n=0;             
            StringBuffer sBuffer=new StringBuffer(); 
            while (n!=-1)  //當(dāng)n不等于-1,則代表未到末尾
            {                
               n=fileInputStream.read();//讀取文件的一個字節(jié)(8個二進(jìn)制位),并將其由二進(jìn)制轉(zhuǎn)成十進(jìn)制的整數(shù)返回              
               char by=(char) n; //轉(zhuǎn)成字符               
               sBuffer.append(by); 
            }
           System.out.println(sBuffer.toString());   
        }
        catch (FileNotFoundException e)
        {          
           System.out.println("文件不存在或者文件不可讀或者文件是目錄");
        }
        catch (IOException e)
        {
           System.out.println("讀取過程存在異常");
        } 
    } 
}

3.2）從輸入流中讀取b.length個字節(jié)到字節(jié)數(shù)組中，返回讀入緩沖區(qū)的總字節(jié)數(shù)，若到達(dá)文件末尾，則返回-1

public int read(byte[] b) throws IOException

1. 我們先設(shè)定一個緩沖區(qū)即字節(jié)數(shù)組用于存儲從流中讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)，該數(shù)組的長度為N

2. 那么就是從流中讀取N個字節(jié)到字節(jié)數(shù)組中。但是注意返回的是讀入的總字節(jié)數(shù)而并不是N，說明有的時候?qū)嶋H讀入的總字節(jié)數(shù)不一定等于數(shù)組的長度

3. 文件的內(nèi)容是12345.那么流中一共有5個字節(jié)，但是我們設(shè)定的字節(jié)數(shù)組長度為2.那么會讀取幾次？每次情況是怎么樣的？

public class FileStream
{ 
    public static void main(String[] args)
    {
        //建立文件對象
        File file=new File("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.txt");    
        try
        {
            //建立鏈接
            FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(file);
            
            int  n=0;             
            byte[] b=new byte[2];            
            int i=0; 
            while (n!=-1)  //當(dāng)n不等于-1,則代表未到末尾
            {                
               n=fileInputStream.read(b);//返回實(shí)際讀取到字節(jié)數(shù)組中的字節(jié)數(shù)               
               System.out.println(n);                
               System.out.println(Arrays.toString(b)); //讀取后的字節(jié)數(shù)組內(nèi)容               
               i++;               
               System.out.println("執(zhí)行次數(shù)："+i); 
            } 
            System.out.println(new String(b));   
        }
        catch (FileNotFoundException e)
        {          
           System.out.println("文件不存在或者文件不可讀或者文件是目錄");
        }
        catch (IOException e)
        {
           System.out.println("讀取過程存在異常");
        } 
    } 
}

實(shí)際執(zhí)行結(jié)果如下：

可以看出，數(shù)組長度為2，因此第一次讀取2個字節(jié)到數(shù)組中，數(shù)組已經(jīng)被填滿。流中還剩余3個字節(jié)繼續(xù)讀取

第二次讀取，仍然讀取2個字節(jié)到數(shù)組中，數(shù)組內(nèi)容被替換。此時流中只剩余1個字節(jié)，根據(jù)API說明，讀取數(shù)組長度（2）個字節(jié)到數(shù)組中，但接下來已經(jīng)無法繼續(xù)讀取2個字節(jié)了，是否就應(yīng)該停止了？

實(shí)際過程中并未停止，而是進(jìn)行了第三次讀取，只讀取了剩余1個字節(jié)，并頂替到了數(shù)組的0下標(biāo)位置中。

接下來第4次讀取，才發(fā)現(xiàn)移到末尾，而后返回-1.停止讀取

所以此處存疑-----為什么當(dāng)剩余只有1個字節(jié)，而要求是讀取2個字節(jié)時，還可以繼續(xù)讀??？

那么我們查看此方法源碼，發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)是調(diào)用的其它方法readBytes(b, 0, b.length);

public int read(byte b[]) throws IOException {
        return readBytes(b, 0, b.length);
    }

繼續(xù)查看readBytes(b, 0, b.length)方法是native方法代表該方法是有實(shí)現(xiàn)體的但不是在JAVA語言中實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)致沒辦法看具體實(shí)現(xiàn)

但是可以理解參數(shù)b是我們設(shè)置的數(shù)組，0是int型，最后一個參數(shù)是數(shù)組的長度

 private native int readBytes(byte b[], int off, int len) throws IOException;

那么我們查看FileInputStream的父類InputStream，發(fā)現(xiàn)有關(guān)于這個方法的實(shí)現(xiàn)，

我們現(xiàn)在考慮第三次讀取的時候方法執(zhí)行情況，此時b是[51,52].off 是0，len是2。數(shù)據(jù)流中就只有一個字節(jié)存在了

if else if的這個條件判斷發(fā)現(xiàn)都不符合，繼續(xù)往下執(zhí)行。

read()--該方法代表從流中讀取一個字節(jié)，而流中此時剛好還有一個字節(jié)存在，該方法執(zhí)行沒有問題。返回值為53

繼續(xù)往下執(zhí)行發(fā)現(xiàn)b[0]=(byte)53.也就是將讀取到的int型轉(zhuǎn)為字節(jié)并存儲在數(shù)組中的第一個位置，此時數(shù)組內(nèi)容為[53,52]

繼續(xù)執(zhí)行進(jìn)入for循環(huán)，此時流中已沒有字節(jié)，那么read()方法返回未-1退出循環(huán)。返回變量i的值即是1.

也就是此次方法執(zhí)行讀取了1個字節(jié)到數(shù)組中。且讀取到了文件的末尾，因此第4次執(zhí)行的時候到int c=read()方法時就已經(jīng)返回-1，并沒有替換數(shù)組中的值了

  public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        if (b == null) {
            throw new NullPointerException();
        } else if (off < 0 || len < 0 || len > b.length - off) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        } else if (len == 0) {
            return 0;
        }
 
        int c = read();
        if (c == -1) {
            return -1;
        }
        b[off] = (byte)c;
 
        int i = 1;
        try {
            for (; i < len ; i++) {
                c = read();
                if (c == -1) {
                    break;
                }
                b[off + i] = (byte)c;
            }
        } catch (IOException ee) {
        }
        return i;
    }

讀取過程圖解：

4. 假設(shè)流中一共有5個字節(jié)，但是我們設(shè)定的字節(jié)數(shù)組長度為10,那么讀取幾次？每次情況是怎么樣的？

public class FileStream
{ 
    public static void main(String[] args)
    {
        //建立文件對象
        File file=new File("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.txt");    
        try
        {
            //建立鏈接
            FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(file);            
            int  n=0;             
            byte[] b=new byte[10];            
            int i=0; 
            while (n!=-1)  //當(dāng)n不等于-1,則代表未到末尾
            {                
               n=fileInputStream.read(b);//返回實(shí)際讀取到字節(jié)數(shù)組中的字節(jié)數(shù)               
               System.out.println(n);                
               System.out.println(Arrays.toString(b)); //讀取后的字節(jié)數(shù)組內(nèi)容               
               i++;               
               System.out.println("執(zhí)行次數(shù)："+i); 
            } 
            System.out.println(new String(b));   
        }
        catch (FileNotFoundException e)
        {          
           System.out.println("文件不存在或者文件不可讀或者文件是目錄");
        }
        catch (IOException e)
        {
           System.out.println("讀取過程存在異常");
        } 
    } 
}

執(zhí)行結(jié)果如下：

結(jié)合上面提到的源碼我們可以發(fā)現(xiàn)，源碼中的for循環(huán)，盡管len是10（數(shù)組長度），但是當(dāng)i=5時，流中的字節(jié)已經(jīng)讀取完畢，指針移到文件的末尾，因此不會繼續(xù)執(zhí)行for循環(huán)。并且返回5，剛好符合結(jié)果中第一次實(shí)際讀取5個字節(jié)到數(shù)組中。第二次讀取時指針已到末尾。因此int c = read()這里返回-1。就已經(jīng)結(jié)束了方法，并沒有改變數(shù)組也沒有再次for循環(huán)

但是這種情況存在一個問題：即數(shù)組中有5個位置被浪費(fèi)了，并沒有任何數(shù)據(jù)在里面

具體讀取圖解：

結(jié)合以上兩種情況，那么發(fā)現(xiàn)在使用read(byte b[])方法時的數(shù)組長度至關(guān)重要，若長度小于流的字節(jié)長度，那么最后得出的內(nèi)容會出現(xiàn)丟失。若大于流的字節(jié)長度，那么最后數(shù)組的內(nèi)存就浪費(fèi)了，那么就需要根據(jù)文件的字節(jié)長度來設(shè)置數(shù)組的長度

byte[] b=new byte[(int) file.length()];

3.3）從輸入流中讀取最多l(xiāng)en個字節(jié)到字節(jié)數(shù)組中(從數(shù)組的off位置開始存儲字節(jié))，當(dāng)len為0時則返回0，如果len不為零，則該方法將阻塞，直到某些輸入可用為止--此處存疑

public int read(byte[] b,int off,int len) throws IOException

源碼如下

  public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        if (b == null) {
            throw new NullPointerException();
        } else if (off < 0 || len < 0 || len > b.length - off) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        } else if (len == 0) {
            return 0;
        }
 
        int c = read();
        if (c == -1) {
            return -1;
        }
        b[off] = (byte)c;
 
        int i = 1;
        try {
            for (; i < len ; i++) {
                c = read();
                if (c == -1) {
                    break;
                }
                b[off + i] = (byte)c;
            }
        } catch (IOException ee) {
        }
        return i;
    }

3.4）關(guān)閉此輸入流并釋放與該流關(guān)聯(lián)的所有系統(tǒng)資源---即釋放與實(shí)際文件的連接（查看源碼可發(fā)現(xiàn)有同步鎖鎖住資源，因此關(guān)閉流釋放鎖）