Java IO 流詳解（一）：File 類與字節流完整指南

Java IO 流詳解（一）：File 類與字節流完整指南

IO 流是 Java 處理數據傳輸的核心。本文系統梳理 File 類常用操作、字節流與字符流區別、InputStream/OutputStream 體系核心方法、緩沖流裝飾模式、文件複製實戰。

一、File 類常用操作

File file = new File("E:\\test\\javaIo");
file.isDirectory();      // 是否目錄
file.isFile();           // 是否文件
file.exists();           // 是否存在
file.mkdir();            // 創建單級目錄
file.mkdirs();           // 創建多級目錄
file.createNewFile();    // 創建文件
file.delete();           // 刪除文件/空目錄
file.getAbsolutePath();  // 絕對路徑
file.getName();          // 文件名
file.getParent();        // 父路徑字串
file.getParentFile();    // 父路徑 File 對象
File.separator           // 跨平台路徑分隔符

遞歸列出所有文件

public static void directoryList(File dir) {
    if (!dir.exists() || !dir.isDirectory()) throw new IllegalArgumentException();
    File[] files = dir.listFiles();
    if (files != null) for (File f : files) {
        if (f.isDirectory()) directoryList(f);
        else System.out.println(f.getName());
    }
}

過濾器列出 .java 文件

FileFilter filter = f -> f.getName().matches(".*[.]java");
File[] javaFiles = new File("src/day07").listFiles(filter);

遞歸刪除非空目錄

public static void delDirectory(File dir) throws IOException {
    if (!dir.exists() || !dir.isDirectory()) throw new RuntimeException();
    File[] subs = dir.listFiles();
    if (subs != null) for (File f : subs) {
        if (!f.isDirectory()) { if (!f.delete()) throw new IOException("無法刪除文件"); }
        else { delDirectory(f); f.delete(); }
    }
    dir.delete();
}

二、字節流 vs 字符流

本質：磁盤存儲均為字節，字符流 = 字節流 + 編解碼（Charset）。

三、字節輸入流 InputStream

核心方法

abstract int read();                    // 讀 1 字節，返回 0-255 或 -1
int read(byte[] b);                     // 讀入數組，返回實際讀取數
int read(byte[] b, int off, int len);   // 指定偏移/長度
long skip(long n);                      // 跳過 n 字節
int available();                        // 可讀字節估算
void close();                           // 關閉釋放資源
void mark(int readlimit) / reset();     // 標記/重置（需 markSupported()）

FileInputStream 讀取示例

// 逐字節讀
InputStream is = new FileInputStream("E:\\javaTest\\1.txt");
int by;
while ((by = is.read()) != -1) System.out.print((char) by);
is.close();

// 批量讀（推薦）
byte[] buf = new byte[1024];
int len;
while ((len = is.read(buf)) != -1) System.out.print(new String(buf, 0, len));

BufferedInputStream 緩沖讀取

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("E:\\javaTest\\5.txt"));
byte[] buf = new byte[1024];
int len;
while ((len = bis.read(buf)) != -1) System.out.print(new String(buf, 0, len));
bis.close();

四、字節輸出流 OutputStream

核心方法

abstract void write(int b);                 // 寫 1 字節（低 8 位）
void write(byte[] b);                        // 寫整個數組
void write(byte[] b, int off, int len);      // 寫部分數組
void flush();                                // 強制刷新緩衝區到目標
void close();                                // 關閉（含 flush）

FileOutputStream 寫入示例

OutputStream os = new FileOutputStream("E:\\javaTest\\1.txt"); // 覆蓋模式
// new FileOutputStream("path", true)  // 追加模式
os.write("中國".getBytes());
os.flush(); os.close();

// 寫入單字節（ASCII 碼 97 -> 'a'）
os.write(97);

BufferedOutputStream 緩沖寫入

BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("E:\\javaTest\\5.txt"));
bos.write("中".getBytes());
bos.flush(); bos.close();

五、文件複製實戰

基礎字節流複製

InputStream is = new FileInputStream(src);
OutputStream os = new FileInputStream(dest);
byte[] buf = new byte[1024];
int len;
while ((len = is.read(buf)) != -1) os.write(buf, 0, len);
is.close(); os.close();

緩沖流複製（高效）

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(src));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(dest));
byte[] buf = new byte[1024];
int len;
while ((len = bis.read(buf)) != -1) bos.write(buf, 0, len);
bos.flush(); bos.close(); bis.close();

核心最佳實踐

1. 優先使用緩沖流，減少系統調用，提升數量級性能。
2. try-with-resources (JDK 7+) 自動關閉資源，避免洩漏。
3. 指定 Charset：new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8)，避免平台默認編碼差異。
4. 大文件複製：考慮 Files.copy() (NIO.2) 或 FileChannel.transferTo() 零拷貝。