Java IO - 字节流

字节流是 Java IO 中最基本的流类型，以字节（byte）为单位进行数据读写，可以处理任意类型的文件。

字节流体系

InputStream（抽象类）
    ├── FileInputStream        文件输入流
    ├── BufferedInputStream    缓冲输入流
    ├── DataInputStream        数据输入流
    ├── ObjectInputStream      对象输入流
    └── ByteArrayInputStream   字节数组输入流

OutputStream（抽象类）
    ├── FileOutputStream       文件输出流
    ├── BufferedOutputStream   缓冲输出流
    ├── DataOutputStream       数据输出流
    ├── ObjectOutputStream     对象输出流
    └── ByteArrayOutputStream  字节数组输出流

FileInputStream 文件输入流

用于从文件中读取字节数据。

构造方法

// 通过文件路径创建
FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt");

// 通过 File 对象创建
File file = new File("test.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);

常用方法

方法	说明
int read()	读取一个字节，返回 -1 表示结束
int read(byte[] b)	读取多个字节到数组，返回读取的字节数
int read(byte[] b, int off, int len)	读取指定长度的字节
int available()	返回可读取的字节数
void close()	关闭流

读取文件示例

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class FileInputStreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // try-with-resources 自动关闭流
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt")) {
            // 方式一：逐字节读取
            int data;
            while ((data = fis.read()) != -1) {
                System.out.print((char) data);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用字节数组读取

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt")) {
    // 方式二：使用字节数组读取（推荐）
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
        String content = new String(buffer, 0, len);
        System.out.print(content);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

一次性读取全部内容

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt")) {
    // 获取文件大小
    int size = fis.available();
    byte[] bytes = new byte[size];
    fis.read(bytes);
    System.out.println(new String(bytes));
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

注意

一次性读取适用于小文件，大文件可能导致内存溢出。

FileOutputStream 文件输出流

用于将字节数据写入文件。

构造方法

// 覆盖写入
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test.txt");

// 追加写入
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test.txt", true);

常用方法

方法	说明
void write(int b)	写入一个字节
void write(byte[] b)	写入字节数组
void write(byte[] b, int off, int len)	写入字节数组的指定部分
void flush()	刷新缓冲区
void close()	关闭流

写入文件示例

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FileOutputStreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt")) {
            // 写入字符串
            String content = "Hello, Java IO!";
            fos.write(content.getBytes());
            
            // 写入换行
            fos.write("\n".getBytes());
            
            // 追加内容
            fos.write("这是第二行".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

追加写入

try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt", true)) {
    fos.write("\n追加的内容".getBytes());
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

文件复制

使用字节流实现文件复制：

public class FileCopy {
    public static void main(String[] args) {
        String source = "source.jpg";
        String target = "target.jpg";
        
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(source);
             FileOutputStream fos = new FileOutputStream(target)) {
            
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                fos.write(buffer, 0, len);
            }
            System.out.println("文件复制完成");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

ByteArrayInputStream 字节数组输入流

从字节数组中读取数据。

byte[] data = "Hello World".getBytes();
try (ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(data)) {
    int b;
    while ((b = bais.read()) != -1) {
        System.out.print((char) b);
    }
}

ByteArrayOutputStream 字节数组输出流

将数据写入内存中的字节数组。

try (ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream()) {
    baos.write("Hello ".getBytes());
    baos.write("World".getBytes());
    
    // 获取字节数组
    byte[] bytes = baos.toByteArray();
    System.out.println(new String(bytes));
    
    // 转换为字符串
    System.out.println(baos.toString());
}

DataInputStream 数据输入流

用于读取基本数据类型。

try (DataInputStream dis = new DataInputStream(
        new FileInputStream("data.dat"))) {
    int num = dis.readInt();
    double d = dis.readDouble();
    String s = dis.readUTF();
    System.out.println(num + ", " + d + ", " + s);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

DataOutputStream 数据输出流

用于写入基本数据类型。

try (DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
        new FileOutputStream("data.dat"))) {
    dos.writeInt(100);
    dos.writeDouble(3.14);
    dos.writeUTF("Hello");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

ObjectInputStream 对象输入流

用于读取对象（反序列化）。

try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
        new FileInputStream("object.dat"))) {
    User user = (User) ois.readObject();
    System.out.println(user);
} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

ObjectOutputStream 对象输出流

用于写入对象（序列化）。

// User 类必须实现 Serializable 接口
try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
        new FileOutputStream("object.dat"))) {
    User user = new User("张三", 25);
    oos.writeObject(user);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

流的关闭

传统方式

FileInputStream fis = null;
try {
    fis = new FileInputStream("test.txt");
    // 读取操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (fis != null) {
        try {
            fis.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

try-with-resources（推荐）

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt")) {
    // 读取操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}
// 自动关闭流

小结

• FileInputStream/FileOutputStream：文件字节流，最常用
• ByteArrayInputStream/ByteArrayOutputStream：内存字节流
• DataInputStream/DataOutputStream：处理基本数据类型
• ObjectInputStream/ObjectOutputStream：对象序列化/反序列化
• 使用 try-with-resources 自动关闭流
• 使用字节数组缓冲区提高读写效率