Java IO 實戰：FileInputStream 與 FileOutputStream 文件字節流詳解

兩大字節流定位

• FileInputStream：從文件讀取字節，繼承 InputStream。
• FileOutputStream：向文件寫入字節，繼承 OutputStream，支持追加模式。

均可通過 File、String path、FileDescriptor 三種方式構造。

核心構造與方法

FileInputStream

FileInputStream(File file)
FileInputStream(FileDescriptor fd)
FileInputStream(String path)
int read()                    // 讀單字節，返回 int (0-255 或 -1)
int read(byte[] b, int off, int len) // 批量讀取
long skip(long n)             // 跳過字節
int available()               // 可讀字節估算
FileChannel getChannel()      // 獲取 NIO 通道
FileDescriptor getFD()        // 獲取文件描述符

FileOutputStream

FileOutputStream(File file)                 // 默認覆蓋
FileOutputStream(File file, boolean append) // append=true 追加
FileOutputStream(String path)
FileOutputStream(String path, boolean append)
FileOutputStream(FileDescriptor fd)
void write(int b)                    // 寫單字節
void write(byte[] b, int off, int len) // 批量寫入
FileChannel getChannel()
FileDescriptor getFD()

實戰示例：覆蓋 vs 追加

File file = new File("file.txt");

// 首次寫入：覆蓋模式寫入字母
try (PrintStream out = new PrintStream(new FileOutputStream(file))) {
    out.print("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
}

// 二次寫入：追加模式寫入數字
try (PrintStream out = new PrintStream(new FileOutputStream(file, true))) {
    out.println("0123456789");
}
// 文件內容：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789

// 若二次改為 false，文件僅剩 0123456789

混合讀取演示

try (FileInputStream in1 = new FileInputStream(file);
     FileInputStream in2 = new FileInputStream(file);
     FileInputStream in3 = new FileInputStream(in2.getFD());
     BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(in3)) {
    
    char c1 = (char) in1.read();           // 'a'
    in1.skip(25);                          // 跳過 b~z
    byte[] buf = new byte[10];
    in1.read(buf);                         // 讀取 0123456789
    System.out.println(new String(buf));
    
    char c2 = (char) bin.read();           // 'a' (緩衝流獨立位置)
}

注意：同一文件的多個流擁有獨立的文件指針，互不影響。

總結

FileInputStream/OutputStream 是文件字節操作的基石。關鍵點：構造時選擇追加模式、善用 getFD() 實現流切換、配合 BufferedXxx 提升性能、結合 NIO FileChannel 實現零拷貝/內存映射。