畢向東 Java 基礎視頻教程第 19 天：IO 流實戰——文件字節流讀寫與圖片完整複製

畢向東 Java 基礎視頻教程第 19 天：IO 流實戰——文件字節流讀寫與圖片完整複製

本文整理自畢向東老師 Java 基礎視頻第 19 天課程內容，聚焦字節流文件操作核心 API與圖片複製完整實戰，代碼規範、異常處理嚴謹，適合初學者敲碼練手。

知識點 1：字節流 vs 字符流——圖片複製為什麼必須用字節流？

Q：字符流可以用於圖片複製嗎？
A：不可以！ 字符流讀取時會查碼表將字節轉字符，遇到碼表無對應字節會產生「未知字符」（佔 1 字節），導致數據損壞。同理，字節流若錯誤截斷多字節字符也會亂碼。
鐵律：二進制文件（圖片/視頻/音頻/壓縮包）只能用字節流！

知識點 2：FileOutputStream 寫入數據

public static void writeFile() throws IOException {
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
    // 寫入字節數組，getBytes() 默認平台編碼，建議指定 "UTF-8"
    fos.write("abc厲害".getBytes("UTF-8"));
    // 字節流寫入無需 flush，直接 close 即可（底層無緩衝）
    fos.close();
}

• 構造函數 new FileOutputStream(file, true) 第二參數 true 表示追加模式，默認 false 覆蓋。
• write(byte[]) / write(byte[], off, len) / write(int) 三種重載。

知識點 3：FileInputStream 三種讀取姿勢

// 方式 0：單字節讀取（極慢，教學演示用）
public static void readFile_0() throws IOException {
    FileInputStream fis = new FileInputStream("fos.txt");
    int ch;
    while ((ch = fis.read()) != -1) {
        System.out.print((char) ch);
    }
    fis.close();
}

// 方式 1：字節數組批量讀取（標準姿勢，1024xN 最優）
public static void readFile_1() throws IOException {
    FileInputStream fis = new FileInputStream("fos.txt");
    byte[] buf = new byte[1024]; // 1024 的倍數利於磁盤塊讀取
    int len;
    while ((len = fis.read(buf)) != -1) {
        // 必須用 len 截取有效部分，避免殘留舊數據
        System.out.print(new String(buf, 0, len, "UTF-8"));
    }
    fis.close();
}

// 方式 2：available() 一次性讀完（僅適用小文件，大文件 OOM 風險）
public static void readFile_2() throws IOException {
    FileInputStream fis = new FileInputStream("fos.txt");
    // available() 返回剩餘可讀字節估計值（含換行符）
    byte[] buf = new byte[fis.available()];
    fis.read(buf); // 一次讀滿
    System.out.print(new String(buf, "UTF-8"));
    fis.close();
}

知識點 4：圖片完整複製實戰（標準模板）

public class CopyPic {
    public static void main(String[] args) {
        FileOutputStream fos = null;
        FileInputStream fis = null;
        try {
            fos = new FileOutputStream("2.png"); // 目標文件
            fis = new FileInputStream("1.png");  // 源文件
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = fis.read(buf)) != -1) {
                fos.write(buf, 0, len); // 關鍵：用 len 精確寫入
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("複製文件失敗", e); // 保留堆棧
        } finally {
            // 分別關閉，單獨 try-catch，防止一個關閉失敗影響另一個
            try { if (fis != null) fis.close(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException("讀取流關閉失敗", e); }
            try { if (fos != null) fos.close(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException("輸出流關閉失敗", e); }
        }
    }
}

核心最佳實踐總結

1. 二進制文件必用字節流，字符流會損壞數據。
2. 批量讀寫用 byte[1024/4096/8192]，單字節讀寫性能極差。
3. 讀取返回 len 必須用於 write(buf, 0, len)，否則殘留舊數據導致文件損壞/變大。
4. 資源關閉放 finally，分別 try-catch，保證雙流都能關閉，異常不吞沒（拋出 RuntimeException 保留堆棧）。
5. available() 僅適合小文件一次性讀取，大文件會申請巨大數組導致 OOM。

延伸練習

• 使用 BufferedInputStream/BufferedOutputStream 包裝上述流，對比複製大文件耗時。
• 實現斷點續傳思路：記錄已讀位置，RandomAccessFile seek 定位。
• 嘗試 NIO FileChannel.transferTo() 零拷貝複製，體驗極致性能。