【关于Java的 I/O 流】

你有没有遇到过这样的问题？

👉 想读个配置文件，代码写了半天还是报错？ 👉 上传个文件，内存爆了，程序直接卡死？ 👉 面试官问：“说说 Java 的 I/O 流体系”，你脑子里一片混乱，只记得 FileInputStream 和 BufferedReader……然后就卡壳了 😣

带你彻底搞懂 Java 的 I/O 流（Input/Output Stream）！

一、I/O 是啥？—— 程序的“进出口”

想象一下你家：

• 水从水管进来 → 是 输入（Input）
• 污水从下水道排出去 → 是 输出（Output）

在 Java 世界里，I/O 就是程序与外界“交换数据”的通道。

数据来源可能是：

• 文件（File）
• 网络（Socket）
• 内存（ByteArray）
• 控制台（键盘/屏幕）

而“流（Stream）”就像一条单向的管道，数据从一端流向另一端。

✅ 输入流（InputStream / Reader）：数据 → 程序（比如读文件） ✅ 输出流（OutputStream / Writer）：程序 → 数据（比如写文件）

二、字节流 vs 字符流 —— 二进制 vs 文本

Java 的 I/O 分两大派：

1. 字节流（Byte Stream）—— 处理“原始二进制”

适用于：图片、视频、音频、PDF、任何二进制文件。

核心类：

• InputStream（输入）
• OutputStream（输出）

常见实现：

• FileInputStream / FileOutputStream：操作文件
• ByteArrayInputStream / ByteArrayOutputStream：操作内存数组
• ObjectInputStream / ObjectOutputStream：对象序列化

// 拷贝图片文件（字节流）
FileInputStream in = new FileInputStream("src.jpg");
FileOutputStream out = new FileOutputStream("dest.jpg");

byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
    out.write(buffer, 0, len);
}
in.close();
out.close();

2. 字符流（Character Stream）—— 处理“文本”，自动处理编码

适用于：文本文件、JSON、XML、配置文件。

核心类：

• Reader（输入）
• Writer（输出）

常见实现：

• FileReader / FileWriter：简单读写文本（不推荐直接用）
• BufferedReader / BufferedWriter：带缓冲，性能好（推荐！）
• InputStreamReader / OutputStreamWriter：桥接字节流和字符流，可指定编码

// 读取文本文件（字符流 + 缓冲）
BufferedReader reader = new BufferedReader(
    new InputStreamReader(
        new FileInputStream("config.txt"), "UTF-8"
    )
);

String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
    System.out.println(line);
}
reader.close();

💡 为什么推荐 BufferedReader？ 因为它自带“缓冲区”，不是每次 read() 都去磁盘读，而是先读一大块存内存里，再慢慢取，效率高！

三、缓冲流：给 I/O 装个“加速器”

直接读写文件 = 每次都去“跑一趟银行” 加上缓冲流 = 先取一万元现金放家里，要用就从家里拿，省时间！

// 不带缓冲：慢！
FileInputStream in = new FileInputStream("big.log");
// 每次 read() 都可能触发一次磁盘 I/O

// 带缓冲：快！
BufferedInputStream bufferedIn = new BufferedInputStream(
    new FileInputStream("big.log")
);
// 一次性读 8KB 到内存，后续 read() 从内存取

✅ 最佳实践： 无论字节流还是字符流，只要涉及文件读写，都加上 Buffered 包装！

四、对象流：直接读写“Java 对象”

想把一个 User 对象保存到文件？用 ObjectOutputStream！

// 序列化：对象 → 文件
User user = new User("张三", 25);
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
    new FileOutputStream("user.obj")
);
oos.writeObject(user);
oos.close();

// 反序列化：文件 → 对象
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
    new FileInputStream("user.obj")
);
User savedUser = (User) ois.readObject();
ois.close();

⚠️ 注意：对象必须实现 Serializable 接口！

五、NIO 简要介绍：I/O 的“高性能版本”

传统 I/O（BIO）是阻塞式的： “你读文件，程序就等着，啥也不能干。”

NIO（New I/O）是非阻塞 + 事件驱动的，适合高并发场景（如 Netty、Redis）。

核心概念：

• Channel：双向通道（比流更强大）
• Buffer：数据缓冲区
• Selector：监听多个通道的事件

💡 面试如果问到，可以说： “我们项目用的是传统 I/O 处理文件上传下载。高并发网络通信用 Netty，底层是 NIO，性能更好。”

六、常见坑 & 最佳实践

❌ 坑1：忘记关闭流 → 内存泄漏、文件锁

// 错误写法
FileInputStream in = new FileInputStream("a.txt");
// 忘了 close()，文件一直被占用！

✅ 正确做法：用 try-with-resources

try (FileInputStream in = new FileInputStream("a.txt");
     FileOutputStream out = new FileOutputStream("b.txt")) {

    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
        out.write(buffer, 0, len);
    }
    // 自动关闭！无需 finally
}

❌ 坑2：编码问题 → 乱码！

// 错误：用默认编码（可能是 GBK），文件是 UTF-8 就乱码
FileReader reader = new FileReader("data.txt");

// 正确：显式指定 UTF-8
BufferedReader br = new BufferedReader(
    new InputStreamReader(
        new FileInputStream("data.txt"), "UTF-8"
    )
);

✅ 最佳实践总结：

1. 读文本用 BufferedReader + InputStreamReader（指定编码）
2. 写文本用 BufferedWriter + OutputStreamWriter
3. 读写二进制用 BufferedInputStream / BufferedOutputStream
4. 必须用 try-with-resources 自动关闭流
5. 涉及中文，显式指定 UTF-8 编码

七、高频问题 & 高分回答

Q1: 字节流和字符流有什么区别？

答：

• 字节流：以 byte 为单位，适合处理二进制数据（图片、视频），基类是 InputStream/OutputStream；
• 字符流：以 char 为单位，自动处理字符编码，适合处理文本，基类是 Reader/Writer。 实际开发中，读写文件都会加上 Buffered 提升性能。

Q2: 为什么要用缓冲流？

答： 因为直接读写磁盘或网络 I/O 非常慢。缓冲流在内存中开辟一块缓冲区，一次性读取较多数据，后续操作从内存取，大大减少 I/O 次数，提升性能。 我们项目处理大文件时，必须用 BufferedInputStream，否则速度极慢。

Q3: 如何保证流正确关闭？

答： 使用 try-with-resources 语法，它能自动调用 close() 方法，即使发生异常也能保证资源释放。 这是 Java 7 引入的特性，比传统的 try-catch-finally 更简洁、更安全。

Q4: 说说你项目中 I/O 的使用场景？

答：

1. 配置文件读取：用 BufferedReader 读取 application.properties；
2. 文件上传下载：Spring MVC 用 InputStream 接收上传文件，OutputStream 返回下载流；
3. 日志记录：Logback 底层用 FileOutputStream 写日志文件；
4. 对象持久化：用 ObjectOutputStream 临时保存缓存对象。 所有 I/O 操作都加了缓冲，并用 try-with-resources 管理资源。

✅ 总结：一张表搞懂 I/O 流怎么选

🔚 最后一句话

I/O 流不是“古董”，而是“基础设施”。 无论你是做 Web、后端、大数据，都绕不开文件读写。 掌握它，你才能写出高效、安全、不乱码的程序！

希望这篇能帮你彻底搞懂 Java I/O 流！