Java 文件与字节流入门

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文件位置：Path 与 File

Path 表示一个文件系统路径，File 是较早的路径抽象。它们表示路径，不等于已经打开了文件，也不要求先创建一个 File 对象才能读写。新代码可以先从 Path 和 Files 入手：

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import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

Path path = Paths.get("data", "notes.txt");
System.out.println(path.toAbsolutePath().normalize());
System.out.println(Files.exists(path));

相对路径按程序运行时的工作目录解释，不是按 .java 文件所在目录解释。normalize() 会整理路径中的 . 和 ..，但不会因此创建文件。旧代码如果已经使用 File，可以调用 file.toPath() 与 Files API 配合。

输入与输出：方向以程序为准

InputStream 从外部读取字节到程序；OutputStream 把程序中的字节写出去。Files.newInputStream(path) 和 Files.newOutputStream(path) 可以打开文件流。

单字节读取时，read() 返回 0 到 255，到达末尾返回 -1。批量读取时，read(byte[]) 返回本次实际读到的字节数；写出时要传入这个数量，不能每次都把整个缓冲区写出去，否则最后一块可能混入旧数据。

下面是一段完整的文件复制程序。运行前准备好输入文件，执行 java FileCopyExample input.txt copy.txt：

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import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

public class FileCopyExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Path source = Paths.get(args[0]);
        Path target = Paths.get(args[1]);

        try (InputStream in = Files.newInputStream(source);
             OutputStream out = Files.newOutputStream(target)) {
            byte[] buffer = new byte[8192];
            int count;
            while ((count = in.read(buffer)) != -1) {
                out.write(buffer, 0, count);
            }
        }
    }
}

Files.newOutputStream(target) 默认会创建不存在的目标文件；目标文件已存在时会截断原内容。因此不要把唯一一份重要文件作为测试目标。若只想复制文件，直接用 Files.copy(source, target) 更简洁；这里手写循环是为了看清字节流的工作过程。

为什么使用 try 管理资源

文件流占用系统资源。即使读取或写入途中抛出异常，try 后括号中的流也会在离开代码块时关闭。示例中的输入、输出流会按声明的相反顺序关闭，不需要再手写 finally。

flush() 用于要求输出流将已缓冲的数据继续交给下一层。并非每个输出流都有自己的缓冲区，也不能把 flush() 理解成“数据一定已经安全落盘”。在普通文件复制中，正确关闭流是必需的；只有需要在流保持打开时及时交出缓冲数据，才考虑显式调用 flush()。

字节不是文字

上述程序复制的是原始字节，所以图片、压缩包和文本都能按相同方式处理。但要把文字变成字节或还原成文字时，必须明确字符编码。例如：

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import java.nio.charset.StandardCharsets;

byte[] data = "学习 Java".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
String text = new String(data, StandardCharsets.UTF_8);

把字节长度、字符数和文件大小混为一谈，容易在中文文本上出错。如果任务本来就是整段文本的读写，还可以直接使用 Files 提供的文本方法，无须为了使用流而手写复制循环。