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JavaEE 初阶文件操作与 IO 详解

news 来源：原创 2025/7/4 21:49:02

一、文件操作基础：File 类

作用：操作文件或目录（创建、删除、获取信息）。
核心方法：

exists()：文件是否存在
createNewFile()：创建新文件
mkdir()：创建目录
delete()：删除文件或目录

代码示例：

import java.io.File;
import java.io.IOException;public class FileCreateDemo {public static void main(String[] args) {// 1. 创建文件对象（不实际创建文件）File file = new File("test.txt");try {// 2. 创建文件（需处理 IOException）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();}// 3. 创建目录（单层）File dir = new File("mydir");if (dir.mkdir()) {System.out.println("目录创建成功");}// 4. 创建多级目录File multiDir = new File("parent/child");if (multiDir.mkdirs()) {System.out.println("多级目录创建成功");}}
}

重点：

new File("路径") 只是创建对象，不会实际创建文件。
操作可能抛出 IOException，必须处理异常。
createNewFile()：原子性操作，文件不存在时创建并返回 true
mkdir() 与 mkdirs()：后者可创建多级目录
路径分隔符：Windows 用 \（需转义为 \\），Linux/Mac 用 /

2. 删除与判断文件属性

public class FileDeleteDemo {public static void main(String[] args) {File file = new File("test.txt");// 1. 删除文件（立刻删除，非移到回收站）if (file.delete()) {System.out.println("文件删除成功");}// 2. 判断文件属性System.out.println("是否隐藏文件: " + file.isHidden());System.out.println("是否可读: " + file.canRead());System.out.println("最后修改时间: " + file.lastModified());}
}

二、IO 流分类与核心类

1. 按方向分

输入流：从文件/网络读取数据 → InputStream, Reader
输出流：向文件/网络写入数据 → OutputStream, Writer

2. 按数据类型分

类型	字节流（二进制）	字符流（文本）
输入	`InputStream`	`Reader`
输出	`OutputStream`	`Writer`

为什么需要字符流？
直接处理文本更方便，自动处理字符编码（如 UTF-8）。

三、字节流实战：文件复制

代码示例：

import java.io.*;public class FileCopy {public static void main(String[] args) {// 1. 定义输入输出文件File srcFile = new File("source.jpg");File destFile = new File("copy.jpg");// 2. 使用 try-with-resources 自动关闭流try (InputStream is = new FileInputStream(srcFile);OutputStream os = new FileOutputStream(destFile)) {// 3. 缓冲区提高效率byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1) {os.write(buffer, 0, len); // 写入实际读取的字节数}System.out.println("文件复制完成");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

重点：

try-with-resources 自动关闭流，避免资源泄漏。
缓冲区大小（如 1024）影响性能，通常设为 4KB~8KB。
read() 返回实际读取字节数，避免写入多余数据。
逐字节读写效率极低，需优化为缓冲区读写。

四、字符流实战：读写文本文件

代码示例（处理中文不乱码）：

import java.io.*;public class TextFileDemo {public static void main(String[] args) {// 写入文件（UTF-8编码）try (Writer writer = new FileWriter("data.txt", StandardCharsets.UTF_8)) {writer.write("你好，JavaEE！\n");writer.write("Hello, World!");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 读取文件try (Reader reader = new FileReader("data.txt", StandardCharsets.UTF_8);BufferedReader br = new BufferedReader(reader)) {String line;while ((line = br.readLine()) != null) {System.out.println(line);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

重点：

FileWriter/FileReader 默认使用系统编码，建议显式指定（如 UTF-8）。
BufferedReader 提升读取效率，readLine() 逐行读取。
五、缓冲流：性能优化利器

代码示例：

public class BufferedByteStreamDemo {public static void main(String[] args) {try (InputStream is = new FileInputStream("source.jpg");BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is); // 添加缓冲OutputStream os = new FileOutputStream("copy.jpg");BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os)) {byte[] buffer = new byte[8192]; // 8KB 缓冲区int len;while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {bos.write(buffer, 0, len); // 写入实际读取的字节数}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

重点：

缓冲流（BufferedXXX）通过减少物理 IO 次数提升性能。
默认缓冲区大小 8KB，可根据需求调整。
冲区大小通常设为 4096（4KB）~ 8192（8KB）
BufferedInputStream 内部维护 8KB 缓冲区，减少物理磁盘访问次数

六、NIO 新特性：更简洁的文件操作

Java NIO（New IO）核心类：

Path：替代 File 类，路径操作更灵活
Files：提供静态方法简化文件操作

代码示例：

import java.nio.file.*;public class NioDemo {public static void main(String[] args) {Path source = Paths.get("source.txt");Path target = Paths.get("backup.txt");try {// 复制文件（自动覆盖）Files.copy(source, target, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);// 读取所有行（UTF-8）List<String> lines = Files.readAllLines(source);lines.forEach(System.out::println);// 写入文件Files.write(target, "新内容".getBytes());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

重点：

Files.copy() 比传统 IO 更简洁。
readAllLines() 适合小文件，大文件仍需流式读取。

七、高级应用场景

1. 文件监控（WatchService）

public class FileWatcherDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {WatchService watchService = FileSystems.getDefault().newWatchService();Path dir = Paths.get("."); // 监控当前目录dir.register(watchService, StandardWatchEventKinds.ENTRY_CREATE,StandardWatchEventKinds.ENTRY_DELETE,StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY);while (true) {WatchKey key = watchService.take(); // 阻塞直到事件发生for (WatchEvent<?> event : key.pollEvents()) {System.out.println("事件类型: " + event.kind());System.out.println("文件: " + event.context());}key.reset(); // 重置监听}}
}

2. 大文件逐行处理（内存优化）

public class LargeFileProcessor {public static void main(String[] args) {try (Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("bigdata.txt"))) {lines.filter(line -> line.contains("error")).forEach(System.out::println);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

八、核心总结

选择流类型：
- 文本文件 → 字符流（Reader/Writer）
- 图片/视频 → 字节流（InputStream/OutputStream）
性能优化：
- 使用缓冲流（BufferedXXX）
- 合理设置缓冲区大小
资源管理：
- 必须用 try-with-resources 或手动关闭流
NIO 优势：
- 更简洁的 API
- 支持异步和非阻塞 IO（高级特性）

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