003-存储读取数据的方案

存储&读取数据的方案

File简介

• File是java.io.包下的类，File类的对象，用于代表当前操作系统的文件（可以是文件或文件夹）
• 注意：File类只能对文件本身进行操作，不能读写文件里面存储的数据。

IO流简介

• 用于读写数据的（可以读写文件或网络中的数据...）

File

• File类的对象可以代表文件/文件夹，并可以调用其提供的方法对象文件进行操作

• 创建File类的对象

  

• 注意：

  • File对象既可以代表文件，也可以代表文件夹。

  • File封装的对象仅仅是一个路径名，这个路径可以是存在的，也允许是不存在的

  • 相对路径是不带盘符的，默认是到IDEA工程（必须确保是工程）下直接寻找文件的。一般用来找工程下的项目文件的项目文件

    

• File类创建文件的功能

  

• File类删除文件的功能

  

  • 注意：delete方法默认只能删除文件和空文件夹，删除后的文件不会进入回收站

• File类提供的遍历文件夹的功能

  

  • 使用listFile方法时的注意事项：
    • 当主调是文件或者路径不存在时，返回null
    • 当主调是空文件夹时，返回一个长度为0的数组
    • 当主调十一个有内容的文件夹时，将里面所有一级文件和文件夹的路径放在File数组中返回
    • 当主调是一个文件夹，且里面有隐藏文件时，将里面所有文件和文件夹的路径放在File数组中返回，包含隐藏文件
    • 当主调是一个文件夹，但是没有权限访问该文件夹时，返回null

• 获取文件对象的绝对路径

  

递归

• 递归是一种算法，在程序设计语言中广泛应用

• 从形式上说，方法调用自身的形式称呼为方法递归(recursion)

• 递归可能出现死循环，导致、栈内存溢出

文件搜索

• 示例

  

  

字符集

标准ASCII字符集

• ASCII：美国信息交换标准代码，包括了英文、符号等
• 标准ASCII使用1个字节存储一个字符，首位是0，因此，总共可表示128个字符，对美国来说完全够用

GBK(汉字内码扩展规范，国标)

• 汉字编码字符集，包含了2万多个汉字等字符，GBK中一个中文字符编码成两个字节的形式存储。
• 注意：GBK兼容了ASCII字符集。
  • GBK规定：汉字的第一个字节的第一位必须是1。所以读到1就读两个字节表示汉字，读到0就读一个字节的ASCII码

Unicode字符集（统一码，也叫万国码）

• Unicode是国际组织制定的，可以容纳世界上所有文字、符号的字符集

  • UTF-32：四个字节表示一个字符

    • 缺点：奢侈，占存储空间大，通信效率变低

  • UTF-8：

    • 是Unicode字符集的一种编码方案，采取可变长编码方案，分四个长度区：1个字节，2个字节，3个字节，4个字节

    • 英文字符、数字等只占1个字符（兼容ASCII编码），汉字字符占用3个字节。

      

• 注意：程序员在开发中应该使用UTF-8！

使用程序对字符进行编码和解码操作

• 对字符编码

  

• 对字符解码

  

• 编码器和解码器不同时会乱码，但英文和数字一般不会乱码，因为都兼容ASCII

IO流

• IO流的分类

  

• IO流的体系

  

  

  

字节流

FileInputStream（文件字节输入流）

• 作用：以内存为基准，可以把磁盘文件中的数据以字节的形式读入到内存中去

  

• 示例：

  • 每次读一个字节

    

  • 每次读多个字节

    

• 结论：

  • 使用FileInputStream每次读取一个字节，读取性能较差，并且读取汉字输出会乱码

  • 使用FileInputStream每次读取多个字节，读取性能得到了提升，但读取汉字输出还是会乱码

  • 使用字节流读取中文，如何保证输出不乱吗，如何解决？

    • 定义一个与文件一样大的字节数组，一次性读取完全部字节文件

    • 官方为FileInputStream提供了如下方法，可以直接把文件的全部字节读取到一个字节数组返回

      

    • 示例

      

  • 直接把文件数据全部读取到一个字节数组可以避免乱码，是否存在问题？

    • 如果文件过大，创建的字节数组也会过大，可能引起内存溢出

FileOutputStream（文件字节输出流）

• 作用：以内存为基准，把内存中的数据以字节的形式写出到文件中去

  

• 字节输出流写数据的方法

  

  • len这个参数的单位是字节，中文在utf8中是3个字节

• 字节输出流如何实现写出去的数据可以换行？

  os.write("\r\n".getBytes());
  // \r是为了在win之外的系统也可以换行，两个写一起兼容性更好
  

• 用完管道要用.close()把管道关掉

• 示例

  

文件复制

• 示例

  

• 字节流非常适合做文件的复制操作

  • 任何文件的底层都是字节，，字节流做复制时一字不漏的转移完全部字节，指导赋值后的文件格式一致就没问题

• 注意：复制的目标文件必须写名字，因为该操作无法自动生成一个文件

资源释放的方案

• try-catch-finally

  

  • finally代码区的特点：无论try中的程序是正常执行了还是出现了异常，最后都一定会执行finally区，除非JVM终止

  • 作用：一般用于在程序执行完后新型资源的释放操作（专业级做法）

  • ctrl+alt+t可以创建try-catch-finally

  • 在try中定义管道变量的话，在finally块中检测不到这个变量，但在try之前创建又会异常报错，所以应该在外面创建空变量，在try中new出来

  • finally中程序会担心是否变量已经被释放了从而再次异常报错，这时候就需要在finally中再try、catch异常

    

  • 这种方法使用起来代码十分臃肿

• try-with-resource

  • jdk7开始，为了解决try-catch-finally中，finally解决方法代码臃肿，且finally中时常有其他结束操作的问题。

  • 提供了更简单的资源释放方案try-with-resource

    

  • 在try后括号中定义资源，该资源使用完毕后，会自动调用其close()方法，完成对资源的释放

  • 示例

    

  • 注意：try后的括号里只能放资源对象，不能定义一个变量

    • 什么是资源？

      • 资源一般指的是最终实现了AutoCloseable接口

        

字符流

FileReader文件字符输入流

• 作用：以内存为基准，可以把文件中的数据以字符的形式读入到内存中去

  

• 示例

  

FileWriter文件字符输出流

• 作用：以内存为基准，把内存中的数据以字符的形式写出到文件中去

  

• 字符输出流的注意事项

  • 字符输出流写出数据后，必须刷新流，或者关闭流，写出去的数据才能生效

    

  • 为什么要刷新？

    • 不刷新的话IO调用次数过多，所以就先把内存缓冲区写完之后再同步一次IO，这样IO次数就变少了

  • 如果不刷新缓冲区，直接结束程序，那数据可能不会存到文件中

  • 刷新后，流可以继续使用

  • 关闭方法包含刷新，但关闭后就无法继续使用

  • 利用jdk7的特性，在try后的括号中new出的流会在try结束后自动调用关闭方法，所以使用这个特性后就不需要主动的关闭流！！！

缓冲流

• 缓冲流是改进了普通流，提高了普通流的性能

BufferedInputStream/BufferedOutputStream缓冲字节输入/输出流

• 缓冲字节输入/输出流默认有8kB的缓冲池，减少了传输次数

  

BufferedReader缓冲字符输入流

• 作用：自带8K（8192个）的字符缓冲池，可以提高字符输入流读取字符数据的性能

  

• 字符缓冲输入流新增的功能：按照行读取字符

  

  • 这里想用readLine方法的话就不用多态写法了，因为这是BufferedReader独有的

• 示例：

  

BufferedWriter缓冲字符输出流

• 作用：自带8K的字符缓冲池，可以提高字符输出流写字符数据的性能

  

• 字符缓冲输出流新增的功能：换行

  

性能分析

原始流、缓冲流的性能分析

• 背景：使用四种流复制一个大文件
  • 低级字节流：按照一个一个字节的形式复制文件
    • 非常慢，简直让人无法忍受，直接淘汰，禁止使用
  • 低级字节流：按照字节数组的形式复制文件
    • 是比较慢的，但还可以接收
  • 高级的缓冲字节流：按照一个一个字节的形式复制文件
    • 虽然是高级管道，但一个一个字节的复制还是太慢了，无法忍受，直接淘汰
  • 高级的缓冲字节流：按照字节数组的形式复制文件
    • 非常快，推荐使用
• 低级管道只要把桶加大（例如把字符数组加大），性能也能变得好，所以低级流不一定就比高级流性能差

其他流

InputStreamReader字符输入转换流

• 解决不同编码时，字符流读取文本内容乱码问题
• 解决思路：先获取文件的原始字节流，再将其按真实的字符集编码转成字符输入流，这样字符输入流中的字符就不乱码了

• 背景：不同编码读取乱码问题
  • 例如UTF-8的代码编码，读取GBK文件时出现乱码
  • 示例

打印流

PrintStream/PrintWriter（打印流）

• 作用：打印流可以实现更方便、更高效的打印数据出去，能实现打印啥出去就是啥出去（比如97就会打印出97，而不会转为char中的'a'）

  

特殊数据流

DataOutputStream（数据输出流）

• 允许把数据和其类型一并写出去

  

• 写进去很多时候看起来是乱码，但这个一般不是给人看的，而是给别人读取用的

DataInputStream（数据输入流）

• 用于读取数据输出流写出去的数据

  

• 读取的时候要和写入时的类型顺序一致，怎么发就怎么收

IO框架

• 什么是框架？

  • 框架(Framework)是一个预先写好的代码库或一组工具，旨在简化和加速开发过程
  • 框架的形式：一般把类、接口等编译成class形式，再压缩成一个.jar结尾的文件发行出去

• 什么是IO框架？

  • 分装了Java提供的对文件、数据进行操作的代码，对外提供了更简单的方式来对文件进行操作、对数据进行读写等

• 步骤：

  

• Commons-io框架

  • 是apache开源基金组织提供的一组有关IO操作的小框架，目的是提高IO流的开发效率

    

    

  • 示例

    

    下面一行是java提供的

  • 删除操作不考虑是否非空，调用会直接删除，谨慎使用！