Java 中的 FileInputStream 和 FileOutputStream 是用于文件读写的字节流类，直接操作文件的二进制字节数据

一、核心概念：字节流 vs 字符流

• ​​字节流​​：以字节（byte，8位）为单位读写数据，不涉及字符编码，直接操作文件的二进制内容。适合处理所有类型的文件（包括二进制和文本）。
• ​​字符流​​：以字符（char，16位）为单位读写数据，依赖字符编码（如 UTF-8、GBK），适合处理纯文本文件的高级操作（如自动转换换行符）。

FileInputStream（输入流）和 FileOutputStream（输出流）是字节流的典型代表，直接与文件系统交互。

二、FileInputStream：文件输入流（读取文件）

1. 构造方法

用于创建指向文件的输入流，常见方式：

• FileInputStream(String name)：通过文件路径字符串创建流（如 "data.txt"）。
• FileInputStream(File file)：通过 File 对象创建流（更灵活，支持 File 的方法操作文件）。

​​注意​​：若文件不存在或无读取权限，抛出 FileNotFoundException。

2. 核心方法

方法	说明
int read()	读取一个字节（返回值为 0~255 的整数；文件末尾返回 -1）。
int read(byte[] b)	读取最多 b.length 字节到数组 b 中，返回实际读取的字节数（末尾返回 -1）。
int read(byte[] b, int off, int len)	从数组 b 的 off 位置开始，读取最多 len 字节（off 起始位置，len 最大长度）。
void close()	关闭流，释放系统资源（必须调用，否则资源泄漏）。

3. 关键特性

• ​​单字节读取效率低​​：频繁调用 read() 会触发多次磁盘IO，适合小文件；大文件需用缓冲字节数组优化。
• ​​资源管理​​：必须显式关闭流（或使用 try-with-resources 自动关闭）。

三、FileOutputStream：文件输出流（写入文件）

1. 构造方法

用于创建指向文件的输出流，常见方式：

• FileOutputStream(String name)：覆盖模式（若文件存在则清空内容后写入）。
• FileOutputStream(String name, boolean append)：append=true 时为追加模式（在文件末尾写入）；false（默认）为覆盖模式。
• FileOutputStream(File file)：同上（覆盖模式）。
• FileOutputStream(File file, boolean append)：同上（追加模式）。

​​注意​​：若文件不存在且父目录不存在，抛出 FileNotFoundException；若文件存在但无写入权限，也抛出异常。

2. 核心方法

方法	说明
void write(int b)	写入一个字节（仅 b 的低8位有效）。
void write(byte[] b)	将数组 b 的所有字节写入文件。
void write(byte[] b, int off, int len)	将数组 b 中从 off 开始的 len 个字节写入文件。
void flush()	强制刷新缓冲区（将缓冲区数据写入磁盘，非必要时可省略，关闭流时自动刷新）。
void close()	关闭流，释放系统资源（必须调用）。

3. 关键特性

• ​​覆盖与追加​​：默认覆盖模式会清空原文件内容，追加模式需显式设置 append=true。
• ​​缓冲优化​​：写入时数据先存入缓冲区，满一定大小后自动写入磁盘；手动 flush() 可强制写入（如需要实时保存）。

四、典型示例

示例1：单字节读取文本文件（基础用法）

读取 input.txt 并逐个字节打印（假设是文本文件）。

java
复制

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class ReadFileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 try-with-resources 自动关闭流（Java 7+）
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("input.txt")) {
            int byteRead;
            // 单字节读取（效率低，仅演示）
            while ((byteRead = fis.read()) != -1) {
                System.out.print((char) byteRead); // 转换为字符打印
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace(); // 处理异常（如文件不存在）
        }
    }
}

示例2：缓冲读取大文件（性能优化）

使用8KB缓冲区读取大文件（如图片、视频），减少磁盘IO次数。

java
复制

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class BufferedReadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "large_image.jpg";
        byte[] buffer = new byte[8192]; // 8KB 缓冲区（常用大小）

        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath)) {
            int bytesRead;
            while ((bytesRead = fis.read(buffer)) != -1) {
                // 处理读取到的字节（如写入另一个文件、解析数据）
                processBuffer(buffer, bytesRead);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 示例：打印前10个字节的十六进制值（调试用）
    private static void processBuffer(byte[] buffer, int length) {
        for (int i = 0; i < Math.min(10, length); i++) {
            System.out.printf("%02X ", buffer[i]); // 十六进制格式化
        }
        System.out.println();
    }
}

示例3：覆盖模式写入文件（默认）

将字符串写入 output.txt，覆盖原有内容。

java
复制

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class WriteFileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String content = "Hello, FileOutputStream!";
        byte[] bytes = content.getBytes(); // 转换为字节数组（默认平台编码）

        // 覆盖模式（默认）：清空文件后写入
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt")) {
            fos.write(bytes); // 写入整个字节数组
            fos.flush();      // 强制刷新（可选，关闭流时自动刷新）
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

示例4：追加模式写入文件

在 log.txt 末尾追加新日志（不覆盖原有内容）。

java
复制

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class AppendFileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String log = "\n[2023-10-01] 系统启动完成"; // 新日志（带换行）
        byte[] bytes = log.getBytes();

        // 追加模式（append=true）：在文件末尾写入
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("log.txt", true)) {
            fos.write(bytes);
            fos.flush(); // 确保立即写入（如日志需要实时保存）
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

五、注意事项与常见问题

1. 资源释放

• ​​必须关闭流​​：FileInputStream 和 FileOutputStream 持有操作系统资源（文件描述符），未关闭会导致资源泄漏，最终可能无法打开文件。
• ​​推荐 try-with-resources​​：自动关闭实现 AutoCloseable 接口的流（Java 7+），避免手动 finally 块遗漏。

2. 字符编码问题

• FileInputStream/FileOutputStream 直接操作字节，不处理字符编码。若需读写文本并指定编码（如UTF-8），需结合 InputStreamReader/OutputStreamWriter：

  java
  复制

  // 读取文本（指定UTF-8编码）
  try (FileInputStream fis = new FileInputStream("input.txt");
       InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "UTF-8")) {
      int charRead;
      while ((charRead = isr.read()) != -1) {
          System.out.print((char) charRead);
      }
  }
  
  // 写入文本（指定GBK编码）
  try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt");
       OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos, "GBK")) {
      osw.write("你好，世界"); // 按GBK编码写入
  }

3. 文件覆盖与追加

• 默认模式（无 append 参数或 append=false）会清空原文件内容；追加模式（append=true）保留原内容并在末尾写入。

4. 异常处理

• 所有IO方法（如 read()、write()、close()）可能抛出 IOException（或其子类，如 FileNotFoundException），需显式处理（捕获或声明抛出）。

5. 大文件处理

• 避免一次性加载大文件到内存，使用缓冲字节数组分块读写（如示例2、4中的8KB缓冲区）。

六、总结

​​特性​​	FileInputStream	FileOutputStream
​​功能​​	从文件读取字节数据	向文件写入字节数据
​​构造关键​​	文件路径或 File 对象	文件路径或 File 对象，可选追加模式
​​核心方法​​	read()、read(byte[])	write(int)、write(byte[])
​​性能优化​​	缓冲字节数组（减少IO次数）	缓冲字节数组（减少IO次数）
​​适用场景​​	读取二进制/文本文件的底层字节	写入二进制/文本文件的底层字节

​​最佳实践​​：

• 优先使用 try-with-resources 管理流资源。
• 读写文本文件时，显式指定字符编码（避免平台差异乱码）。
• 大文件操作时，使用缓冲字节数组（如8KB~64KB）提升性能。
• 明确区分覆盖模式（默认）和追加模式（append=true）的使用场景。